La ricerca nanotecnologica della NCSU potrebbe migliorare i dispositivi di stoccaggio dell’energia
Data di pubblicazione:RALEIGH – I ricercatori della North Carolina State University hanno sviluppato un modello computazionale che aiuta gli utenti a comprendere come i cambiamenti nella nanostruttura dei materiali influiscono sulla loro conduttività, con l’obiettivo di favorire lo sviluppo di nuovi dispositivi di accumulo di energia per un’ampia gamma di componenti elettronici.
Nello specifico, i ricercatori si sono concentrati sui materiali utilizzati per realizzare i condensatori, che sono dispositivi di accumulo di energia utilizzati in qualsiasi cosa, dagli smartphone ai satelliti.
"Probabilmente usi migliaia di condensatori nella tua vita quotidiana, che tu lo sappia o no", afferma Doug Irving, autore corrispondente di un articolo sul lavoro e professore associato di scienza e ingegneria dei materiali presso NC State.
Il materiale di cui è fatto un condensatore influisce sulle sue prestazioni. Così Irving e i suoi collaboratori hanno iniziato a sviluppare un modello per comprendere come le caratteristiche strutturali di un materiale influiscono sulla conduttività del materiale.
"Una delle cose di cui siamo soddisfatti è che questo modello esamina simultaneamente più scale spaziali, catturando tutto ciò che accade dalla scala a livello di dispositivo alla nanoscala", afferma Irving.
"Ad esempio, il nostro modello esamina aspetti come i difetti e i bordi dei grani", afferma Irving. “I difetti sono cose come atomi mancanti nella struttura di un materiale, o dove si trovano gli atomi 'sbagliati' nella struttura. I confini dei grani sono i punti in cui diverse strutture cristalline si incontrano. Bene, il nostro modello esamina come cose come i difetti e i bordi dei grani influenzano la presenza e il movimento degli elettroni attraverso un materiale.
“Poiché diversi modi di lavorazione di un materiale possono controllare la presenza e la distribuzione di elementi come difetti e bordi dei grani, il modello ci fornisce informazioni che possono essere utilizzate per progettare materiali per soddisfare le esigenze di applicazioni specifiche. In altre parole, siamo ottimisti sul fatto che il modello possa aiutarci a mantenere basso il costo dei futuri condensatori, garantendo al contempo che funzioneranno bene e dureranno a lungo”.
La carta, "Influenza della carica spaziale sulla conduttività del SrTiO nanocristallino3”, è pubblicato nel Giornale di fisica applicata. Il primo autore dell'articolo è Yifeng Wu, un Ph.D. studente presso NC State. L'articolo è stato scritto in collaborazione con Preston Bowes e Jonathon Baker, entrambi ricercatori post-dottorato presso la NC State. Il lavoro è stato svolto con il sostegno dell'Ufficio di ricerca scientifica dell'aeronautica militare, con le sovvenzioni FA9550-14-1-0264 e FA9550-17-1-0318; e il sostegno di una borsa di studio per laureati in scienza e ingegneria della difesa nazionale del Dipartimento della Difesa.
(C) NCSU
Messaggio originale di: WRAL TechWire