NCSU's nanoteknologiske forskning kunne forbedre energilagringsenheder
Udgivelsesdato:RALEIGH – Forskere ved North Carolina State University har udviklet en beregningsmodel, der hjælper brugere med at forstå, hvordan ændringer i materialers nanostruktur påvirker deres ledningsevne - med det mål at informere udviklingen af nye energilagringsenheder til en bred vifte af elektronik.
Specifikt var forskerne fokuseret på de materialer, der bruges til at fremstille kondensatorer - som er energilagringsenheder, der bruges i alt fra smartphones til satellitter.
"Du bruger sandsynligvis tusindvis af kondensatorer i dit daglige liv, uanset om du ved det eller ej," siger Doug Irving, tilsvarende forfatter til et papir om arbejdet og en lektor i materialevidenskab og teknik ved NC State.
Materialet, som en kondensator er lavet af, påvirker dens ydeevne. Så Irving og hans samarbejdspartnere gik i gang med at udvikle en model for at forstå, hvordan strukturelle egenskaber i et materiale påvirker materialets ledningsevne.
"En af de ting, vi er glade for, er, at denne model ser på flere rumlige skalaer samtidigt - og fanger alt, hvad der sker fra enhedsniveau skalaen til nanoskalaen," siger Irving.
"For eksempel ser vores model på ting som defekter og korngrænser," siger Irving. ”Defekter er ting som manglende atomer i et materiales struktur, eller hvor de 'forkerte' atomer findes i strukturen. Korngrænser er, hvor forskellige krystallinske strukturer løber ind i hinanden. Nå, vores model ser på, hvordan ting som defekter og korngrænser påvirker tilstedeværelsen og bevægelsen af elektroner gennem et materiale.
”Fordi forskellige måder at bearbejde et materiale på kan kontrollere tilstedeværelsen og fordelingen af ting som defekter og korngrænser, giver modellen os indsigt, som kan bruges til at konstruere materialer, så de opfylder kravene fra specifikke applikationer. Med andre ord er vi optimistiske om, at modellen kan hjælpe os med at holde omkostningerne til fremtidige kondensatorer nede, samtidig med at vi sikrer, at de vil fungere godt og holde i lang tid."
Papiret, "Indflydelse af rumladning på ledningsevnen af nanokrystallinsk SrTiO3", er offentliggjort i Journal of Applied Physics. Første forfatter af papiret er Yifeng Wu, en Ph.D. studerende ved NC State. Artiklen var medforfatter af Preston Bowes og Jonathon Baker, som begge er postdoktorale forskere ved NC State. Arbejdet blev udført med støtte fra Air Force Office of Scientific Research, under bevillinger FA9550-14-1-0264 og FA9550-17-1-0318; og støtte fra et Forsvarsafdelings National Defense Science and Engineering Graduate-stipendium.
(C) NCSU
Originalt indlæg af: WRAL TechWire