• Компания OnePlus анонсировала 3 новых девайса

    Среди них - смартфон OnePlus 15R, планшет OnePlus Pad Go 2 и умные часы OnePlus Watch Lite. О подробных характеристиках каждого из них расскажем ниже.
    Читать дальше
  • Голографическая ИИ-девушка и наушники с «глазами» — Razer представила необычные продукты на CES 2026 (4 фото + видео)

    Razer продемонстрировала на выставке CES 2026 несколько оригинальных проектов, в том числе игрового голографического компаньона с искусственным интеллектом Project Ava; способные видеть то же, что и пользователь, умные наушники Project Motoko; а также комфортное игровое кресло с эффектом полного погружения Project Madison. Из серийных ...
    Читать дальше
  • Плазменных кулеров становится всё больше, и скоро они начнутся появляться в ПК

    Совместить компактный дизайн с производительностью и хорошим охлаждением — это нетривиальная задача, которая потребует нестандартных решений по отводу тепла. В массе задача эта решается с помощью установки радиаторов и вентиляторов, что имеет свои недостатки. Возможно, пришло время использовать плазменное (ионное) охлаждение компоненто...
    Читать дальше
  • В течение года SpaceX удвоит производства терминалов Starlink — интернет из космоса может стать дешевле

    Ранее в одном из отчётов SpaceX за 2025 год сообщалось, что в 2026 году компания намерена значительно увеличить производственные мощности своего завода в Бастропе, штат Техас, по сборке терминалов Starlink. Это решение связывают с растущим глобальным спросом на высокоскоростной интернет с низкими задержками. Так, к концу 2025 года года...
    Читать дальше
  • Устройства с Wi-Fi 8 показали на CES 2026, хотя стандарт выйдет лишь через два года

    Всего через два года после полноценного запуска Wi-Fi 7 начало поднимать голову новое поколение беспроводных сетей — пока в виде прототипов. Сразу несколько производителей продемонстрировали на выставке CES 2026 первые образцы оборудования на основе стандарта Wi-Fi 8, который официально будет опубликован лишь в 2028 году.
    Читать дальше

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

15 мая 2024 | Просмотров: 7 163 | 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.