Графен способен уменьшить расход энергии на связь между наномашинами в тысячу раз.

Наномашины еще не созданы, однако инженеры уже думают, как их обеспечить энергией и системой связи. Современный мир насыщен энергией — это всевозможные электромагнитные волны, пронзающие эфир, и механические колебания. При желании эту энергию можно собирать, например, стержнями из оксида цинка, обладающего пьезоэффектом. Именно с их помощью профессор Технологического института Джорджии Чжун Линван сделал сначала стельки-генераторы для солдат, а потом и наногенератор для микроустройства («Nano Letters», 2011, 11, 2572—2577). Однако запитать таким генератором наноботов, чтобы они могли обмениваться информацией друг с другом, до сих пор не удавалось — металлические микроантенны способны работать на частотах в сотни терагерц, но это требует много энергии, сигнал же гаснет, преодолев считанные микроны.

Профессор того же института Йан Акылдыз, который с 90-х годов занимается наноантеннами, обратил внимание на графен. У этого вещества под действием электромагнитной волны возникает возбуждение — так называемый поверхностный плазмонный поляритрон. Ему нужна входящая волна частотой 0,1—10 ТГц. Снижение частоты на два порядка ведет к падению ее энергии на четыре, и тогда получаются значения энергии, вполне посильные для генератора Чжуна. А для передачи сигнала поляритрон возбуждают за счет внедрения в графен электрона из нижележащего слоя металла.

В разрабатываемой Акылдызом наномашине будет некий датчик, процессор, память, генератор и графеновый приемник-передатчик. Предполагается, что такие машины смогут обмениваться информацией как друг с другом, так и с каким-либо внешним устройством.