Супертонкий материал для аккумуляторов

07.10.2021

Американские ученые разработали сверхтонкий материал, который позволит создать инновационные батареи и другие устройства для преобразования энергии.

Профессор Северо-Западного университета Меркуриос Канадзидис в сотрудничестве с исследователями из Аргоннской национальной лабораторией искал сверхпроводник с необычными свойствами и неожиданно создал другой сверхматериал из серебра, калия и селениума (a-KAg3Se2). Его структура состоит из 4-х слоев, а толщина составляет всего 4 атома, что позволяет впервые изучать движение заряженных частиц в двумерном пространстве.

При помощи суперионных проводников заряженные ионы перемещаются в твердом материале так же свободно, как и в жидких электролитах, содержащихся в батареях. Такой материал легко проводит электричество, однако плохо проводит тепло, а значит почти не нагревается. Оба эти свойства делают суперионные проводники суперматериалами для устройств хранения и преобразования энергии.

Ученые сделали вывод об особых свойствах материала после того, как нагрели его до 232 и 315 градусов по Цельсию. Они заметили переход к более симметричной структуре из четырех слоев. Как оказалось, процесс обратим - достаточно снова снизить и повысить температуру. После перехода ионы серебра начали покачиваться точно также, как если бы находились внутри сильно соленого водного электролита - одного из самых быстрых ионных проводников, известных на данный момент.

Даже если материал, получивший название a-KAg3Se2, не смогут использовать для изготовления аккумуляторов, он пригодится для изучения поведения ионов и создания других 2D-материалов с высокой ионной проводимостью и низкой теплопроводностью.

Исследования суперионного материала могут быть полезны для разработки новых термоэлектриков, преобразующих тепло в электричество на электростанциях и даже из выхлопных газах автомобилей. Наработки предлагают также использовать для создания очистных мембран для фильтров и опреснения воды.

<< Назад: Биоэлектроника с питанием от человека 07.10.2021

>> Вперед: Копирование человеческого мозга в чип 06.10.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Стерильного нейтрино не существует 15.01.2026

В физике элементарных частиц поиск новых, пока не обнаруженных объектов играет ключевую роль в понимании устройства Вселенной. Иногда такие поиски приводят к громким открытиям, а иногда - к не менее важным отрицательным результатам, которые позволяют отбросить неверные направления. Именно к таким случаям относится недавний вывод ученых о судьбе стерильного нейтрино - одной из самых интригующих гипотетических частиц последних десятилетий. Исследователи из американской лаборатории Fermilab официально сообщили, что им не удалось найти доказательства существования стерильного нейтрино. К такому выводу пришла команда эксперимента MicroBooNE после многолетнего анализа столкновений нейтрино, которые ранее рассматривались как возможный намек на существование четвертого типа этих частиц. Предполагалось, что стерильное нейтрино взаимодействует с материей исключительно через гравитацию, что делало его крайне трудным объектом для обнаружения. В рамках современной физики нейтрино известны в т ...>>

Беспроводные наушники и колонки Fender 15.01.2026

Музыкальная индустрия постепенно адаптируется к цифровым технологиям, и известный производитель музыкальных инструментов Fender расширяет свое присутствие за пределы гитар и усилителей, представляя современные решения для прослушивания музыки. Новые беспроводные наушники и Bluetooth-колонки Fender объединяют богатый звук, модульность и удобство использования как для дома, так и для профессиональной работы. Флагманской новинкой стали наушники Fender Mix, отличающиеся модульной конструкцией. Динамики подключаются к оголовью через порт USB Type-C и могут быть сняты вместе с амбушюрами, что облегчает уход и транспортировку. Один из динамиков оснащен встроенным адаптером USB Type-C для подключения к источнику звука без потерь, поддерживая кодеки LDHC и Fire, а также функцию Auracast. На другом динамике размещен съемный аккумулятор, который обеспечивает до 100 часов работы без активного шумоподавления; при включении ANC время работы сокращается до 52 часов. Наушники доступны по цене $299 ...>>

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Технология SmartPower HDR 14.01.2026

Ноутбуки стремительно развиваются в плане графики и мультимедийных возможностей, но яркие дисплеи с высоким динамическим диапазоном (HDR) часто становятся серьезной нагрузкой для аккумуляторов. Длительная работа с видео высокого качества или играми в HDR приводит к быстрой разрядке батареи, что ограничивает мобильность пользователей и снижает комфорт работы. Решить эту проблему призвана новая технология SmartPower HDR, разработанная совместно компаниями Samsung Display и Intel. Суть технологии заключается в динамическом управлении напряжением OLED-панелей. Чипсет ноутбука в реальном времени анализирует пиковую яркость каждого кадра и передает эти данные контроллеру дисплея, который оптимизирует подачу напряжения в зависимости от количества активных пикселей. В отличие от традиционных режимов HDR, где яркость часто фиксируется на максимальном уровне, SmartPower HDR адаптируется к конкретному контенту, что снижает энергопотребление без потери качества изображения. Технология позвол ...>>

Недосып существенно сокращает жизнь 13.01.2026

Сон является одной из самых фундаментальных потребностей человека. Он влияет на обмен веществ, работу сердца и мозга, иммунитет и общее самочувствие. Современный ритм жизни часто заставляет людей жертвовать сном ради работы, учебы или развлечений, но ученые предупреждают: регулярный недосып может иметь далеко идущие последствия для здоровья и долголетия. Исследователи из Орегонского университета здравоохранения и науки пришли к выводу, что сон менее семи часов в сутки связан с сокращением продолжительности жизни. По данным специалистов, хроническая нехватка сна не только вызывает усталость и снижение работоспособности, но и постепенно сказывается на здоровье органов и систем, увеличивая риски развития различных заболеваний. Для анализа ученые использовали обширную национальную базу данных США, сопоставляя показатели ожидаемой продолжительности жизни на уровне штатов с результатами опросов Центров контроля и профилактики заболеваний за период с 2019 по 2025 годы. Они учитывали мно ...>>

Случайная новость из Архива Сенсоры с жидкими кристаллами, меняющими цвет 14.07.2020 Ученые из Притцкерской школы молекулярной инженерии в Чикагском университете (США) разработали тонкую полимерную пленку, заполненную каплями жидкого кристалла, которая меняет цвет, если ее растягивать или менять температуру. В будущем пленку можно будет использовать для "умных" покрытий, датчиков и даже носимой электроники. Создавая жидкокристаллический полимер, меняющий цвет, исследователи ориентировались на способность хамелеона менять цвет. В зависимости от температуры тела или настроения их нервная система заставляет ткани кожи, содержащие нанокристаллы, расширяться или сжиматься. Так нанокристаллы начинают по-другому отражать свет - и кожа рептилии превращается в радугу цветов. Команда использовала хиральные жидкие кристаллы, у которых есть две зеркальные формы (как правая и левая рука). В их структуре есть закручивания, повороты и определенная асимметрия, которые придают этим кристаллам более интересные оптические характеристики. Эти кристаллы могут также образовывать так называемые "кристаллы синей фазы", которые обладают свойствами как жидкостей, так и кристаллов и в некоторых случаях могут пропускать или отражать видимый свет лучше, чем сами жидкие кристаллы. Такие кристаллы можно растягивать и деформировать, чтобы получить широкий спектр цветов. Но растягивать или деформировать жидкость напрямую невозможно. Поэтому авторы работы поместили крошечные капли жидкого кристалла в полимерную пленку. Так они обнаружили гораздо больше различных фаз - молекулярных конфигураций кристаллов, - чем было известно ранее. Эти фазы дают разные цвета в зависимости от того, как пленка с кристаллами растягивается или деформируется, или когда ее нагревают или охлаждают. Такую систему можно использовать, например, для измерения напряжения в крыльях самолета или для распознавания незначительных изменений температуры в помещении. Также можно создать ткань с жидкими кристаллами, которая меняет цвет в зависимости от нашей температуры или если например, согнуть локоть.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026