碳纳米管“反应堆”有望为机器人提供动力

麻省理工学院的研究人员说，仅仅通过在一种特殊的液体中晃动就能产生能量的微小的碳纳米管，有朝一日可能成为微型机器人甚至更小设备的突破性动力源。这种方法还可以为电化学提供一种新的和更有效的电力来源，从环境中获取能量来进行化学转换，从而减少对传统电力来源的依赖。

碳纳米管是微小的空心管，由碳原子的紧密晶格形成。它们已经被用于太阳能发电、更有效的计算机芯片、柔性电池等方面的进展，但麻省理工学院的团队着眼于这种碳纳米管本身的固有电性能。

研究人员发现，将碳纳米管部分涂抹在类似特氟隆的聚合物中，会在电子如何流经它的过程中产生不对称性：从管子的有涂层部分到无涂层部分。不过，要实际上让电子流出来需要将纳米管浸没在一种溶剂中，而这种溶剂会将其去除。

麻省理工学院化学工程系Carbon P. Dubbs教授和该项目的负责人Michael Strano解释说："这项技术很有吸引力，因为你所要做的就是让溶剂流过这些颗粒床。"当然，这种技术离小型发电站的实现还有一段距离。概念验证涉及研磨碳纳米管，以便它们可以形成一个单片：其中一面涂有聚合物。然后切出250微米x250微米的小片并将其浸入有机溶剂中。

"溶剂带走了电子，而系统试图通过移动电子来平衡，"斯特拉诺解释说。"里面没有复杂的电池化学成分。它只是一个粒子，你把它放入溶剂中，它会启动一个电场。"

每个粒子产生约0.7伏的电压，但好处是规模大。将数百个粒子组合到一个小试管中，就形成了一个所谓的 "填料床"反应堆。事实证明，这能够为一个被称为酒精氧化的电化学过程产生足够的电力 - 将酒精转化为醛或酮，而由于外部电力需求，通常不会以这种方式进行。

反应器的未来应用可能包括更多这样的电化学电源，并有可能使用从环境中捕获的二氧化碳来制造最重要的聚合物涂层。Strano的实验室之前已经展示了碳纳米管线如何在逐步加热时产生电力。

不过，除此之外，研究人员表示，微型发电机的想法有更广泛的潜在应用。微型或甚至纳米级的机器人是一种可能性，在这种情况下，它们所处的环境的电力足以让它们运行。这样一来，就不需要传统意义上的机载电池了。