北京
有一种电池，不需要充电，就可以源源不断从空气中汲取能量，这是科幻电影中的东西吗？不，空气取能电池已经成为现实。
这到底是怎么一回事呢？能量是不会凭空产生的，能够从空气中汲取能量，一个前提条件就是空气中存在能量。这很容易令人联想到风能，但风能是空气流动所蕴含的动能，并非空气本身蕴含的能量。处于静止状态的空气也蕴含能量吗？是的，这要从1827年说起。时年，苏格兰植物学家罗伯特·布朗在使用显微镜观察水中的花粉颗粒时，意外发现这些花粉颗粒总是无规则地不停运动。
起初，布朗认为是水的波动导致了这一现象，但经过长期观察之后，他发现即便是在完全静止的水中，花粉依旧会一刻不停地运动，后来这一发现就被命名为“布朗运动”。
那么，是什么驱使花粉运动的呢？是微观层面的分子。世界上并没有什么东西是真正处于静止状态的，一杯水、一片空气、一块石头，即使表面看起来纹丝不动，但其内部的分子却时刻处于运动之中，区别只是运动速度的快慢不同。正是水中这些不断运动的分子推动花粉运动起来的。
这种在水中或空气中无处不在的分子活动，后来就被称为“分子热运动”。
既然分子时刻都在运动，就代表它们拥有动能，如果能够将这些动能收集起来，不就能够获得取之不尽的天然能源了吗？或许你会觉得分子很小，动能有限，的确，分子是很小，但数量众多，就拿空气来说，每立方厘米的空气里就有超过2.7x10∧19个分子，将它们的能量都收集起来也是一份不可小觑的力量。那么，如何收集呢？
这个问题在困扰了科学家们近100年之后，诞生了首个看似靠谱的方案，它就是由物理学家理查德·费曼提出的“布朗棘轮”。
这个装置很是简单，由一个棘轮连接一个叶轮组成，当空气或水中的分子做布朗运动时，会随机碰撞叶轮，导致叶轮带动棘轮转动，如果在棘轮上安装一个楔子，将棘轮向一个方向的转动卡主，那么棘轮就只能向一个单一的方向转动，这就是一种定向的机械能。遗憾的是，这个看似靠谱的方案最终并没有成功，因为卡主棘轮的楔子本身也处于分子热运动环境中，它也会不停振动，无法精准卡主棘轮。
在此之后，又是100多年没有进展，直到一种新的材料出现了，它就是石墨烯。
石墨烯是由单层碳原子构成的蜂窝状二维材料，厚度仅有0.335纳米，当空气中的分子做无规则运动时，会与石墨烯发生碰撞，导致后者产生如海浪般的微小波动。海浪本身是可以用来发电的，而如海浪一般波动的石墨烯自然也行。更难能可贵的是，石墨烯本身就具有超高的导电性，有利于捕捉微小波动产生的静电感应电流。
就这样，一种以石墨烯为核心部件制作的空气取能电池诞生了，它的尺寸只有1x1毫米，至此，人类终于将从空气中汲取能量的梦想变为了现实。
当然，这种石墨烯电池的功率很小，暂时还没有太多实际用途，但它的发展潜力却是不可估量的。设想一下，在未来，所有的微型电子设备，如手机、智能手环，医疗传感器全都用上了这种电池，那就再也不需要充电，因为它能直接从空气中汲取能量，只要有空气就能永久运行。不要误会，这并不是永动机。因为它并不是一个孤立的系统，它只是一个能量转换器，将空气中看不见的分子运动变为了可利用的电能。
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