• Илон Маск раскрыл первые подробности об ИИ-спутнике AI1

    В ходе нового интервью Илон Маск рассказал о спутнике AI1 для выполнения ИИ-вычислений прямо на орбите. Глава SpaceX также затронул темы ракет Starship, фабрики по производству чипов и будущей инфраструктуры для искусственного интеллекта.
    Читать дальше
  • Экраноплан WaveFly 5X может парить прямо над водой (видео)

    Китайская компания NAVEE представила необычное транспортное средство под названием WaveFly 5X. Новинка способна скользить над поверхностью воды, создавая ощущение низкого полёта.
    Читать дальше
  • В устройствах Apple с чипами A12 и A13 найдена неустранимая уязвимость, подходящая для джейлбрейка

    Исследователи безопасности из Paradigm Shift опубликовали технические детали новой, неустранимой, по их утверждению, уязвимости BootROM, получившей название usbliter8. Данный эксплойт базируется на недостатках оборудования и позволяет выполнять произвольный код на устройствах компании Apple, оснащённых процессорами поколений A12 и A13.
    Читать дальше
  • Telegram через суд обжаловал блокировку в Индии

    Администрация мессенджера Telegram подала в суд в Нью-Дели иск, в котором оспорила распоряжение властей страны о временной блокировке платформы в целях предотвращения мошенничества на экзаменах.
    Читать дальше
  • Commodore анонсировала кнопочный смартфон-раскладушку за $499 (3 фото)

    Когда новым руководителем остатков легендарной Commodore стал энтузиаст ретротехники Кристиан Симпсон (Christian Simpson), было принято решение, что компания начнёт двигаться вперёд с того места, на котором остановилась оригинальная Commodore. В результате на рынке появились портативные консоли, вдохновлённые легендарной Commodore 64. Теп...
    Читать дальше

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

15 мая 2024 | Просмотров: 7 535 | 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.