• Эра синтетических звёзд началась: ИИ-актриса Тилли Норвуд уже получает роли и набирает популярность (видео)

    Возможности современных систем генеративного искусственного интеллекта не ограничиваются созданием реалистичных статичных образов людей и коротких роликов, им вполне по силам создание целых виртуальных актёров. Агентство Xicoia утверждает, что порождённая ИИ актриса Тилли Норвуд стремительно набирает популярность как у зрителей, так и ...
    Читать дальше
  • Энтузиасты объединили двенадцать dial-up модемов для просмотра YouTube без тормозов (видео)

    Четверть века назад вряд ли кто-то думал о широкополосном подключении к интернету. Тогда верхом совершенства была работа по коммутируемому каналу на скорости 56 Кбит/с. При этом оставалась возможность параллельного подключения пары модемов и, теоретически, ещё большего их числа. Сегодня сайты и сервисы «потяжелели» настолько, что 100 М...
    Читать дальше
  • Госдума приняла закон против автоматических списаний за онлайн-подписки

    Госдума приняла во втором и третьем чтениях поправки к закону «О защите прав потребителей», запрещающие онлайн-сервисам автоматически списывать деньги за подписки, передаёт ТАСС. Если закон будет принят, он вступит в силу с 1 марта 2026 года.
    Читать дальше
  • Представлены флагманы Xiaomi 17 Pro и Pro Max — в стиле iPhone 17 Pro, но с большим внешним экраном (11 фото)

    Xiaomi официально представила новые флагманские смартфоны Xiaomi 17 Pro и Xiaomi 17 Pro Max, которые оснащены дополнительным внешним дисплеем на тыльной стороне корпуса. Эта особенность позволит пользователям делать селфи с основной камеры, как в смартфонах с гибким дисплеем. Но этим применение внешних экранов не ограничится. В дополне...
    Читать дальше
  • Власти официально объявили о суверенитете интернета в России

    Россия входит в число трёх стран мира, которые обладают полным цифровым суверенитетом, наряду с США и Китаем. Об этом в рамках выступления на Российском интернет-форуме (РИФ-2025) заявил первый заместитель руководителя администрации президента РФ Сергей Кириенко.
    Читать дальше

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

15 мая 2024 | Просмотров: 6 950 | 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.