• Удачно прилунившийся модуль Firefly Aerospace Blue Ghost рассказал о Луне нечто неожиданное (2 фото)

    В марте 2025 года лунный посадочный модуль Blue Ghost, разработанный компанией Firefly Aerospace, успешно приземлился в районе Моря Кризисов (Mare Crisium). Эта вулканическая равнина специально была выбрана для изучения, поскольку считалась более холодной, чем ранее изученная миссиями «Аполлон» зона спутника. Но как показали новые изме...
    Читать дальше
  • Обзор Dreame G12: как один пылесос закрывает все боли владельцев небольших квартир

    Многие согласятся, что вертикальные моющие пылесосы до этого момента напоминали внедорожники: мощные, крутые, но зачастую неуклюжие и слишком громоздкие для уборки под низкой мебелью или в узких местах, заставленных мебелью. Особенно сильно это заметно в относительно компактных городских квартирах, где решающим фактором остается маневр...
    Читать дальше
  • Хакеры взломали китайский суперкомпьютер и украли 10 Пбайт секретных данных, включая схемы ракет и военные исследования

    Некий хакер взломал принадлежащий китайским властям суперкомпьютер и, сохраняя доступ к нему в течение полугода, незаметно для его администраторов похитил из системы 10 петабайтов секретных данных, в том числе документы министерства обороны и схемы ракет.
    Читать дальше
  • Дуров пообещал усложнить обнаружение и блокировку трафика Telegram

    Основатель Telegram Павел Дуров, комментируя блокировку Telegram в России, сообщил, что мессенджер будет продолжать адаптироваться, делая его трафик более сложным для обнаружения и блокировки.
    Читать дальше
  • Человек снова облетел Луну и сделал это с размахом (3 фото)

    6 апреля 2026 года экипаж миссии Artemis II успешно завершил семичасовой исторический облет Луны, вернув человечество к естественному спутнику Земли со времён миссии Apollo 17 в 1972 году. Более того, экипаж миссии «Артемида 2» удалился от родной планеты на рекордное расстояние, побив дальность полётов, установленную во время миссий «А...
    Читать дальше

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

15 мая 2024 | Просмотров: 7 353 | 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.