La recherche nanotechnologique du NCSU pourrait améliorer les dispositifs de stockage d'énergie
Date publiée:RALEIGH – Des chercheurs de l’Université d’État de Caroline du Nord ont développé un modèle informatique qui aide les utilisateurs à comprendre comment les changements dans la nanostructure des matériaux affectent leur conductivité – dans le but d’éclairer le développement de nouveaux dispositifs de stockage d’énergie pour une large gamme d’appareils électroniques.
Plus précisément, les chercheurs se sont concentrés sur les matériaux utilisés pour fabriquer les condensateurs, qui sont des dispositifs de stockage d'énergie utilisés dans tout, des smartphones aux satellites.
"Vous utilisez probablement des milliers de condensateurs dans votre vie quotidienne, que vous le sachiez ou non", déclare Doug Irving, auteur correspondant d'un article sur ces travaux et professeur agrégé de science et d'ingénierie des matériaux à NC State.
Le matériau dont est fait un condensateur affecte ses performances. Irving et ses collaborateurs ont donc entrepris de développer un modèle pour comprendre comment les caractéristiques structurelles d'un matériau affectent sa conductivité.
« L'une des choses dont nous sommes satisfaits est que ce modèle examine simultanément plusieurs échelles spatiales, capturant tout ce qui se passe, de l'échelle du dispositif à l'échelle nanométrique », déclare Irving.
« Par exemple, notre modèle prend en compte des éléments tels que les défauts et les joints de grains », explique Irving. « Les défauts sont des choses comme des atomes manquants dans la structure d'un matériau, ou la présence de « mauvais » atomes dans la structure. Les limites des grains sont les endroits où différentes structures cristallines se rencontrent. Eh bien, notre modèle examine comment des éléments tels que les défauts et les joints de grains affectent la présence et le mouvement des électrons à travers un matériau.
« Étant donné que différentes manières de traiter un matériau peuvent contrôler la présence et la répartition d'éléments tels que les défauts et les joints de grains, le modèle nous donne des informations qui peuvent être utilisées pour concevoir des matériaux afin de répondre aux exigences d'applications spécifiques. En d’autres termes, nous sommes optimistes que le modèle pourra nous aider à maintenir le coût des futurs condensateurs à un niveau bas, tout en garantissant qu’ils fonctionneront bien et dureront longtemps.
Le papier, "Influence de la charge d'espace sur la conductivité du SrTiO nanocristallin3», est publié dans le Journal de physique appliquée. Le premier auteur de l'article est Yifeng Wu, titulaire d'un doctorat. étudiant à NC State. L'article a été co-écrit par Preston Bowes et Jonathon Baker, tous deux chercheurs postdoctoraux à NC State. Le travail a été réalisé avec le soutien du Bureau de recherche scientifique de l'Air Force, dans le cadre des subventions FA9550-14-1-0264 et FA9550-17-1-0318 ; et le soutien d'une bourse d'études supérieures en sciences et en ingénierie du ministère de la Défense nationale.
(C) NCSU
Message original par : WRAL TechWire