• Вышло приложение XChat - защищённый мессенджер от Илона Маска

    Компания X, принадлежащая Илону Маску, выпустила мессенджер XChat в виде отдельного приложения. Менее чем за сутки программа вошла в топ бесплатных приложений App Store сразу в ряде стран, а в некоторых регионах и вовсе поднялась на первое место.
    Читать дальше
  • GPT-5.2 обошла абитуриентов, сдав вступительные экзамены в Токийский и Киотский университеты лучше всех

    Нейросеть GPT-5.2 в режиме размышления получила высшие баллы на вступительных экзаменах в Токийском и Киотском университетах Японии, опередив реальных абитуриентов этого года. Компания LifePrompt, проводившая тесты, сообщила, что нейросеть превзошла максимальные проходные результаты даже на самых конкурентных медицинских направлениях.
    Читать дальше
  • СМИ: на майские праздники планируются масштабные отключения мобильного интернета

    В Москве на майские праздники могут вновь ограничить работу мобильного интернета. По данным издания «Коммерсантъ» со ссылкой на источники в телеком-отрасли, отключения будут происходить на протяжении нескольких дней из соображений безопасности.
    Читать дальше
  • Большой ящик на колёсах: Humble Robotics представил беспилотный грузовик без кабины с запасом хода в 320 км

    Калифорнийский стартап Humble Robotics вышел из режима закрытой разработки, представив электрический грузовик класса 8 без водительской кабины. Компания позиционирует своё изобретение как автономную платформу, способную значительно снизить затраты и повысить эффективность в индустрии грузоперевозок, объём которых составляет примерно $9...
    Читать дальше
  • Опасная уязвимость обнаружена в большинстве дистрибутивов Linux: 732 байта кода откроют любому root-права

    Разработчики основанного на алгоритмах искусственного интеллекта средства безопасности Xint Code обнаружили в ядре Linux и, соответственно, в большинстве популярных дистрибутивов опасную уязвимость, которая получила название Copy Fail и номер CVE-2026-31431. Эксплуатируя эту уязвимость, любой пользователь без особых привилегий может по...
    Читать дальше

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

15 мая 2024 | Просмотров: 7 413 | 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.