Small:“新”能源——电磁能量转换与循环

随着全球现代化和数字化建设的推进,各种电子设备遍及我们生活的整个空间,导致安全隐患日益严重。电磁辐射不仅会破坏人体的固有电磁场,危害人类健康,还会干扰设备正常工作,造成不可估量的经济损失,甚至威胁国防安全。因此,高性能电磁衰减材料逐渐成为全球战略性研究热点之一。

来自北京理工大学曹茂盛团队的一个新的研究方向——“电磁能量转换与循环”,首次定义了非完美石墨烯中的材料基因,设计出了自驱动电磁能量转换器件。

曹茂盛团队利用现代表征与计算技术,从原子、分子尺度研究了3D石墨烯微电流局域网分散体系的电磁响应特性。他们发现在石墨烯分散体系中存在两种电磁响应“材料基因”——电子和偶极子。高温下,他们呈现不同的电磁响应模式,即存在”协同竞争机制”。基于石墨烯材料中电荷输运与偶极极化协同竞争机制,他们设计出了一款高效的电磁能量转换器件,有效地将电磁能转换为电能。其特殊之处在于,自驱动电磁能量转换器件不仅能够将电磁能转换成电能,还能够利用余热激励自身,进一步提高能量转换效率。

“电磁能量转换与循环”和自驱动电磁能量转换器件,是最理想的电磁污染防护与治理的策略之一,也是未来电磁衰减材料最重要的发展方向之一,研究结果发表在国际顶级期刊Small(DOI:10.1002/smll.201800987)上。两位审稿人一致认为,其创新性学术思想具有引领性,对从事能量转换及相关研究的科学工作者具有重要的指导意义。这项工作被国内外相关领域的著名研究团队积极响应、跟踪引用、高度评价,包括诺奖团队以及国内20多位院士领衔的研究团队。该文章发表不久即入选2018至2020 “ESI高被引论文”和“ESI热点论文”。