La investigación nanotecnológica del NCSU podría mejorar los dispositivos de almacenamiento de energía
Fecha de publicación:RALEIGH – Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han desarrollado un modelo computacional que ayuda a los usuarios a comprender cómo los cambios en la nanoestructura de los materiales afectan su conductividad, con el objetivo de informar el desarrollo de nuevos dispositivos de almacenamiento de energía para una amplia gama de productos electrónicos.
Específicamente, los investigadores se centraron en los materiales utilizados para fabricar condensadores, que son dispositivos de almacenamiento de energía utilizados en todo, desde teléfonos inteligentes hasta satélites.
"Probablemente utilices miles de condensadores en tu vida diaria, lo sepas o no", dice Doug Irving, autor correspondiente de un artículo sobre el trabajo y profesor asociado de ciencia e ingeniería de materiales en NC State.
El material del que está hecho un condensador afecta su rendimiento. Entonces Irving y sus colaboradores se propusieron desarrollar un modelo para comprender cómo las características estructurales de un material afectan su conductividad.
"Una de las cosas que nos complace es que este modelo analiza múltiples escalas espaciales simultáneamente, capturando todo lo que sucede desde la escala del dispositivo hasta la nanoescala", dice Irving.
"Por ejemplo, nuestro modelo analiza aspectos como defectos y límites de grano", dice Irving. “Los defectos son cosas como la falta de átomos en la estructura de un material, o el lugar donde se encuentran átomos 'incorrectos' en la estructura. Los límites de los granos son donde las diferentes estructuras cristalinas se encuentran entre sí. Bueno, nuestro modelo analiza cómo cosas como los defectos y los límites de los granos afectan la presencia y el movimiento de los electrones a través de un material.
“Debido a que diferentes formas de procesar un material pueden controlar la presencia y distribución de cosas como defectos y límites de grano, el modelo nos brinda información que se puede utilizar para diseñar materiales que satisfagan las demandas de aplicaciones específicas. En otras palabras, somos optimistas de que el modelo puede ayudarnos a mantener bajo el costo de los futuros condensadores y, al mismo tiempo, garantizar que funcionarán bien y durarán mucho tiempo”.
El papel, "Influencia de la carga espacial en la conductividad del SrTiO nanocristalino.3”, se publica en el Revista de Física Aplicada. El primer autor del artículo es Yifeng Wu, Ph.D. estudiante en NC State. El artículo fue coautor de Preston Bowes y Jonathon Baker, ambos investigadores postdoctorales en NC State. El trabajo se realizó con el apoyo de la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea, bajo las subvenciones FA9550-14-1-0264 y FA9550-17-1-0318; y apoyo de una beca de posgrado en Ciencias e Ingeniería de Defensa Nacional del Departamento de Defensa.
(C) NCSU
Publicación original por: WRAL TechWire