Badania NCSU w zakresie nanotechnologii mogą ulepszyć urządzenia magazynujące energię
Data opublikowania:RALEIGH – Naukowcy z North Carolina State University opracowali model obliczeniowy, który pomaga użytkownikom zrozumieć, w jaki sposób zmiany w nanostrukturze materiałów wpływają na ich przewodność, a ich celem jest dostarczenie informacji do opracowania nowych urządzeń magazynujących energię dla szerokiej gamy urządzeń elektronicznych.
W szczególności badacze skupili się na materiałach używanych do produkcji kondensatorów – urządzeń magazynujących energię stosowanych we wszystkim, od smartfonów po satelity.
„Prawdopodobnie używasz tysięcy kondensatorów w swoim codziennym życiu, czy wiesz, czy nie” – mówi Doug Irving, autor korespondent artykułu na temat tej pracy i profesor nadzwyczajny nauk o materiałach i inżynierii w NC State.
Materiał, z którego wykonany jest kondensator, wpływa na jego wydajność. Dlatego Irving i jego współpracownicy rozpoczęli prace nad modelem pozwalającym zrozumieć, w jaki sposób cechy strukturalne materiału wpływają na jego przewodność.
„Jedną z rzeczy, z których jesteśmy zadowoleni, jest to, że model ten uwzględnia jednocześnie wiele skal przestrzennych – rejestrując wszystko, co się dzieje, od skali na poziomie urządzenia po nanoskalę” – mówi Irving.
„Nasz model uwzględnia na przykład defekty i granice ziaren” – mówi Irving. „Wady to na przykład brakujące atomy w strukturze materiału lub obecność w strukturze „niewłaściwych” atomów. Granice ziaren to miejsca, w których spotykają się różne struktury krystaliczne. Cóż, nasz model sprawdza, jak defekty i granice ziaren wpływają na obecność i ruch elektronów w materiale.
„Ponieważ różne sposoby przetwarzania materiału mogą kontrolować obecność i rozkład takich czynników, jak defekty i granice ziaren, model dostarcza nam informacji, które można wykorzystać do zaprojektowania materiałów tak, aby spełniały wymagania określonych zastosowań. Innymi słowy, jesteśmy optymistami, że model może pomóc nam utrzymać koszty przyszłych kondensatorów na niskim poziomie, zapewniając jednocześnie, że będą one działać dobrze i długo.
Papier, "Wpływ ładunku kosmicznego na przewodnictwo nanokrystalicznego SrTiO3”, ukazuje się w Journal of Applied Physics. Pierwszym autorem artykułu jest doktor Yifeng Wu. student NC State. Współautorami artykułu są Preston Bowes i Jonathon Baker, obaj ze stopniem doktora w NC State. Prace wykonano przy wsparciu Biura Badań Naukowych Sił Powietrznych w ramach grantów FA9550-14-1-0264 i FA9550-17-1-0318; oraz wsparcie ze strony stypendium dla absolwentów nauk i inżynierii obrony narodowej Departamentu Obrony.
(C) NCSU
Oryginalny post autorstwa: WRALTechWire