• Блогер сравнил влияние типа накопителя на работу ПК (видео)

    Автор YouTube-канала Dawid Does Tech Stuff решил наглядно показать, насколько сильно тип накопителя влияет на работу компьютера. Для эксперимента он протестировал одну и ту же систему с четырьмя разными устройствами хранения данных: современным NVMe SSD, далеко не самым новым SATA SSD, жёстким диском на 7200 оборотов в минуту и ноутбуч...
    Читать дальше
  • Китай создал фотонный квантовый компьютер, который суперкомпьютерам не догнать даже за время жизни Вселенной

    Китайские учёные создали новую версию фотонного квантового компьютера «Цзючжан» (Jiuzhang), впервые представленного шесть лет назад. Это уже четвёртая реализация системы, с возросшей на порядок мощностью. В 2020 году «Цзючжан 1.0» намекал на достижение квантового превосходства в синтетических бенчмарках. Новая система за доли секунды в...
    Читать дальше
  • Операторы связи договорились принудительно переводить россиян на уведомления в мессенджере Мах

    «Билайн», МТС, «МегаФон» и Т2 подписали стратегические соглашения с национальным мессенджером «Макс» о технологическом взаимодействии, сообщают в VK. Сотрудничество предполагает использование мессенджера для отправки пользователям авторизационных, сервисных и транзакционных сообщений. Пользователи смогут получать в «Макс» коды подтверж...
    Читать дальше
  • Google представил масштабное обновление Android Auto (3 фото)

    Компания Google рассказала о комплексном обновлении ПО для автомобильных систем, затрагивающем как платформу Android Auto, так и транспортные средства со встроенными сервисами Google. Новые функции будут постепенно добавляться на совместимые машины в течение 2026 года.
    Читать дальше
  • Google объявила, что Android-смартфоны массово научатся передавать файлы на iPhone через AirDrop

    В ноябре прошлого года Google обеспечила поддержку передачи файлов на iPhone с помощью AirDrop для смартфонов серии Pixel 10. Сегодня Google объявила о планах добавить поддержку AirDrop через Quick Share на устройства своих партнёров по экосистеме Android, включая Oppo, OnePlus, Vivo, Xiaomi и Honor.
    Читать дальше

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

15 мая 2024 | Просмотров: 7 428 | 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.