• Apple представила самые мощные Mac: новые Mac Studio получили до 512 Гбайт памяти и объединяются в ИИ-кластеры

    Apple анонсировала новые модели Mac Studio на базе уже знакомого процессора M5 Max и свежего M5 Ultra, который компания называет своим самым мощным чипом. Новинки выполнены в том же компактном корпусе, дизайн которого практически не изменился с момента появления Mac Studio в 2022 году. Цены начинаются с $2499 за конфигурацию с M5 Max и с ...
    Читать дальше
  • Представлен геймпад Genki Manta с большим сенсорным экраном и множеством кнопок (3 фото)

    Genki запустила на краудфандинговой платформе Kickstarter кампанию, посвящённую игровому контроллеру Manta. Он располагает крупным 2,9-дюймовым ЖК-дисплеем и поддерживает множество параметров настройки, позволяющих адаптировать его под каждого игрока.
    Читать дальше
  • Maxell возобновила выпуск аудиокассет — по $6 за штуку

    Disk Union анонсировала спецвыпуск классических аудиокассет — новые UD-60U выпускаются в сотрудничестве с Maxell. Две компании явно рассчитывают привлечь ностальгирующих покупателей.
    Читать дальше
  • Больше никакого телефона в руках: Blackview представил очки BV300 с переводом и съёмкой от первого лица

    Сегодня путешественники, профессионалы и обычные пользователи ищут более интуитивные способы запечатлевать моменты, переводить разговоры и мгновенно получать информацию. Опираясь на 13 лет исследований и разработок в области смарт-устройств, планшетов, ноутбуков и экосистемных продуктов, Blackview представляет новые ИИ-очки — BV300, сочет...
    Читать дальше
  • Новый iMac с 2-нм процессором M6 выйдет до конца 2026 года

    Apple готовит обновлённый iMac, который получит чип M6 и новые варианты расцветки. По данным журналиста Bloomberg Марка Гурмана, выпуск моноблока состоится до конца 2026 года после двухлетнего перерыва в обновлении линейки.
    Читать дальше

Учёные случайно создали конденсатор, который можно зарядить в 19 раз сильнее обычного

15 мая 2024 | Просмотров: 7 710 | Интересное

Недавно в журнале Science вышла статья авторов из инженерной школы Маккелви при Вашингтонском университете в Сент-Луисе, посвящённая исследованию гетерогенных тонкоплёночных структур для конденсаторов. Работая с сегнетоэлектриками, учёные случайно создали конденсатор с плотностью энергии в 19 раз выше, чем у обычных элементов. Фактически они разработали аккумулятор с фантастической способностью быстрой зарядки, чего не хватает современным батареям.

Не секрет, что конденсаторы являются важнейшими элементами подсистем питания и стабилизации схем. В современных смартфонах может быть до 500 конденсаторов, а в ноутбуках — до 800 и более (колебательные контуры мы условно вынесем за скобки в данной статье, речь только о питании). Во всех случаях конденсаторы выступают как элементы, способные быстро разряжаться и заряжаться, чего не скажешь об аккумуляторах. Зато аккумуляторы отличаются высочайшей плотностью хранения энергии. Учёные давно пытаются найти золотую середину — высокоплотный аккумулятор с возможностью быстро заряжаться и разряжаться, но при этом оставаться целым и способным на множество циклов заряда. Похоже, учёные из США приблизились к открытию такого аккумулятора.

В ходе эксперимента с гетероструктурами на основе титаната бария (BaTiO3) — в некотором роде перовскита — была открыта «новая физика», как выразились учёные. В целом исследователи получили возможность управлять временем разряда (релаксации) сегнетоэлектрического конденсатора. Эта возможность случайно проявила себя при изучении комбинации двумерных и трёхмерных материалов в комбинации 2D/3D/2D2 или бутерброда Au/MoS2/BaTiO3/MoS2/Au. Сердцевина из титаната бария, окружённая двумя атомарно тонкими слоями, создаёт слой толщиной всего 30 нм или 1/10 обычного вируса. Точно подобранные химические и нехимические связи, а также зазоры между слоями стали тем ключом, который позволил получить контроль над временем разряда конденсатора-аккумулятора.

Благодаря сохранению кристалличности 3D-сегнетоэлектрика и минимизации потерь энергии, учёные смогли достичь плотности хранения энергии в этой многослойной гетерогенной структуре на уровне 191,7 Дж/см3 при КПД более 90 %. Точный контроль времени разряда открывает перспективы для широкого спектра применений и потенциально может ускорить разработку высокоэффективных систем накопления энергии.

«Мы создали новую структуру, основанную на инновациях, которые мы уже внедрили в нашей лаборатории с использованием 2D-материалов, — сказал ведущий автор работы Санг-Хун Бей (Sang-Hoon Bae). — Изначально мы не были сосредоточены на накоплении энергии, но в ходе нашего исследования свойств материалов мы обнаружили новое физическое явление, которое, как мы поняли, может быть применено для накопления энергии, и которое было одновременно очень интересным и потенциально гораздо более полезным».

«Мы обнаружили, что время релаксации диэлектрика может регулироваться или индуцироваться очень небольшим зазором в структуре материала, — объяснил Бэй. — Это новое физическое явление — то, с чем мы раньше не сталкивались. Это позволяет нам манипулировать диэлектрическим материалом таким образом, чтобы он не поляризовался и не терял способность заряжаться».

Учёные не скрывают, что впереди будет долгая оптимизация материала, но даже на современном этапе разработка превышает достижения других лабораторий. Поэтому исследователи видят в новом «электронном материале», как они назвали своё решение, большие перспективы.

Комментарии: 1

  1. Инна Ватция
    21 мая 2024 11:11 Инна Ватция
    Ещё один пример научного доказательства преимущественного превосходства гетероструктур, в сравнении с гомогенными средами.
    + 1
    Ответить
В Вашем браузере отключен JavaScript. Для корректной работы сайта настоятельно рекомендуется его включить.