• Новый провал японской космической программы: малая ракета Kairos взорвалась на старте в третий раз подряд (видео)

    Японская компания Space One 4 марта 2026 года предприняла третью и безуспешную попытку орбитального запуска своей малой ракеты-носителя Kairos с космодрома Spaceport Kii на юге острова Хонсю. Ракета стартовала в 09:10 по местному времени (05:10 мск). Это была уже третья попытка в серии: предыдущие два запуска в 2024 году завершились ав...
    Читать дальше
  • Microsoft анонсировала новую консоль Xbox (видео)

    Геймеры и пресса без устали критикуют Microsoft из-за плачевного состояния бренда Xbox — старые фанаты, например, считают, что компания добровольно «сдала» консольный рынок конкурентам. Недавно глава Microsoft Gaming клятвенно пообещала исправить положение и сразу же взялась за дело.
    Читать дальше
  • Microsoft уволила Сару Бонд из-за её манеры управления брендом Xbox

    На прошлой неделе Microsoft избавилась от сразу двух управленцев: компанию покинули Фил Спенсер (глава Microsoft Gaming) и Сара Бонд (руководитель её Xbox-подразделения). И, если верить СМИ, последнюю отправили восвояси отнюдь не просто так.
    Читать дальше
  • Infinix представила смартфон Note 60 Ultra с дизайном от Pininfarina (3 фото)

    Компания Infinix представила на MWC 2026 в Барселоне флагманский смартфон Note 60 Ultra, разработанный в сотрудничестве с итальянской автомобильной дизайнерской фирмой Pininfarina. В новинке использована эстетика, вдохновлённая автомобильной тематикой, с упором на аэродинамику и бесшовный внешний вид.
    Читать дальше
  • Роскомнадзор не стал отрицать сообщения о принятом в Кремле решении заблокировать Telegram с апреля

    Роскомнадзору нечего добавить к ранее опубликованной информации о последующих ограничениях в работе Telegram — ранее РБК сообщил, что в начале апреля мессенджер ожидает полная блокировка в России. Об этом пишет «Коммерсантъ» со ссылкой на представителей ведомства.
    Читать дальше

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

15 мая 2024 | Просмотров: 7 298 | 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.