• Роботы Figure AI больше недели сортируют посылки в прямом эфире — зрители делают ставки на их поломку (видео)

    Стартап в области робототехники Figure AI уже больше недели ведёт прямую трансляцию, на которой человекоподобные роботы помещают тысячи посылок на конвейерную ленту. В эфире появлялось руководство компании, а в какой-то момент с роботами состязался и человек.
    Читать дальше
  • Астрономы нашли «умеренный Сатурн» почти с земным климатом, а «Уэбб» впервые детально изучил его атмосферу

    Учёные из США провели уникальное исследование атмосферы редкой экзопланеты масштаба Сатурна. Удачное сочетание факторов позволило космической обсерватории «Джеймс Уэбб» впервые детально изучить атмосферу экзопланеты, чей климат не так уж принципиально отличается от земного. Обычно такие планеты или слишком горячие, или ледяные, тогда как ...
    Читать дальше
  • Китай запустит на Луну «кентавров» — человекоподобных роботов на колёсных шасси

    На днях стало известно, что две следующие миссии по отправке Китаем луноходов на естественный спутник Земли будут весьма необычными. Для них создаются особенные роверы — с «человеческим» торсом на колёсных шасси. Это позволит автономным аппаратам совершать сложные действия на поверхности Луны с использованием пары «рук», что поможет в раз...
    Читать дальше
  • Blackview ROCK 5 — защищённый флагман с фонарём 348 люмен, Hi-Fi динамиком 5 Вт и защитой IP68/IP69K

    Для профессионалов, работников на открытом воздухе и любителей техники суровые условия часто создают проблемы: плохое освещение, шум, беспокойство о заряде батареи и надёжности устройства. В таких ситуациях пользователям нужно нечто большее, чем просто прочность — им требуется многофункциональное защищённое устройство, которое объединяет ...
    Читать дальше
  • Китайские учёные впервые воспроизвели механизм гибели нашей Вселенной в сценарии ложного вакуума

    Если наша Вселенная родилась и существует в условиях ложного вакуума, то её и нас с вами ждёт мгновенная гибель в любой момент времени. До недавнего времени это была только гипотеза. Однако учёные из Китая впервые воспроизвели в лабораторном эксперименте квантово-механические явления перехода ложного вакуума в истинный, доказав, что опыт ...
    Читать дальше

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

15 мая 2024 | Просмотров: 7 443 | 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.