Прорыв в области теплоотвода: новый материал от корейских учёных
Команда учёных под руководством доктора Чхве Чхоль У создала уникальный материал для эффективного рассеивания тепла, который может перевернуть индустрию охлаждения электроники. Это открытие воплощает мечту многих инженеров: магния оксид с особыми свойствами, образующий нанокристаллический защитный слой без лишней суеты с обработкой поверхности. Подробности исследования опубликованы в журнале "Small Methods".
С прогрессом технологий электроника становится всё мельче и умнее, а это значит – всё горячее. Современные алюминиевые радиаторы, порой, уже не справляются с задачей вывести все это тепло. В игру вступает магнезия с её низкой стоимостью и замечательными термическими свойствами. Однако её любовь к высоким температурам и влаге (до 1800°C и гигроскопичность) вносили сомнения в её востребованность. Но не теперь!
Магия материаловедения в деле: добавки в процессе спекания на ура формируют слои нанокомпозита, защищая материал от водной стихии и одновременно снижая температуру обработки – всё это лепит из магнезии прекрасный теплоотводящий наполнитель.
С такой инновацией на горизонте, корейские эксперты ожидают, что до 2025 года рынок теплоотводящих материалов для электромобилей может разогреться до 9,7 триллионов корейских вон. Прощайте, проблемы с влагой и непомерные температуры спекания! Учёные уверены, что их дешёвый и качественный магнезиальный наполнитель займёт доминирующие позиции на рынке керамических материалов для теплоотвода.
Источник:
DOI: 10.1002/smtd.202300969
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Команда учёных под руководством доктора Чхве Чхоль У создала уникальный материал для эффективного рассеивания тепла, который может перевернуть индустрию охлаждения электроники. Это открытие воплощает мечту многих инженеров: магния оксид с особыми свойствами, образующий нанокристаллический защитный слой без лишней суеты с обработкой поверхности. Подробности исследования опубликованы в журнале "Small Methods".
С прогрессом технологий электроника становится всё мельче и умнее, а это значит – всё горячее. Современные алюминиевые радиаторы, порой, уже не справляются с задачей вывести все это тепло. В игру вступает магнезия с её низкой стоимостью и замечательными термическими свойствами. Однако её любовь к высоким температурам и влаге (до 1800°C и гигроскопичность) вносили сомнения в её востребованность. Но не теперь!
Магия материаловедения в деле: добавки в процессе спекания на ура формируют слои нанокомпозита, защищая материал от водной стихии и одновременно снижая температуру обработки – всё это лепит из магнезии прекрасный теплоотводящий наполнитель.
С такой инновацией на горизонте, корейские эксперты ожидают, что до 2025 года рынок теплоотводящих материалов для электромобилей может разогреться до 9,7 триллионов корейских вон. Прощайте, проблемы с влагой и непомерные температуры спекания! Учёные уверены, что их дешёвый и качественный магнезиальный наполнитель займёт доминирующие позиции на рынке керамических материалов для теплоотвода.
Источник:
DOI: 10.1002/smtd.202300969
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍4
Фуллертрубки - впервые в "объективе" и в реальности
Учёные впервые "поймали" уникальные трубочки из углерода, которые ранее существовали только в теории. Это открытие может открыть новые горизонты в зелёной энергетике! Их назвали фуллертрубками, и состоят они из 130 атомов углерода.
Углерод поистине удивительный химический элемент, что только из него не получали в последнее время, один только графен чего стоит. Учёным доподлинно были известны две разновидности устойчивых молекулярных образований из углерода - углеродные нанотрубки - это скрученные в трубочки листы графена, и фуллерены - сферы из таких же листов. В теории не отрицалась возможность существования комбинации этих структур.
Но сейчас, возглавляя международную команду ученых, докторант по физике из Университета Монреаля Эммануэль Буррет успешно продемонстрировал их в реальной жизни и даже сумел сфотографировать некоторые из них.
Фуллерен C60 состоит из 60 атомов углерода и имеет форму футбольного мяча. Он относительно мал, сферичен и очень распространен. Фуллерены C120 встречаются реже. Они длиннее и имеют форму трубки, закрытой с обоих концов двумя половинками фуллерена C60. Фуллертруба C130 (или C130-D5h, ее полное научное название) более вытянута, чем C120, и встречается еще реже. Чтобы выделить ее, Буррет и его команда создали электрическую дугу между двумя графитовыми электродами для получения сажи, содержащей молекулы фуллерена и фуллертрубы. Затем с помощью теории функционала плотности (DFT) была рассчитана электронная структура этих молекул.
Используя специальное программное обеспечение, Буррет смог описать структуру молекулы C130: это трубка с двумя полусферами на концах, из-за чего она выглядит как микроскопическая капсула. Ее длина чуть меньше 2 нанометров, а ширина - 1 нм.
"Структура трубки в основном состоит из атомов, расположенных в виде шестиугольников, - говорит Буррет. - На двух концах эти шестиугольники соединены с пятиугольниками, что придает им округлую форму".
Открытие фуллертрубы C130 - важный шаг в развитии нанотехнологий и материаловедения. Демонстрация существования этой молекулы в реальности открывает новые возможности для ее изучения и потенциального применения. Одним из возможных применений фуллертрубы C130 может стать производство водорода. В настоящее время для этого используются катализаторы на основе платины и рубидия, которые являются редкими и дорогостоящими элементами. Замена их углеродными структурами, такими как C130, позволила бы производить водород более "зеленым" способом.
Источник:
DOI: 10.1021/jacs.3c09082
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Учёные впервые "поймали" уникальные трубочки из углерода, которые ранее существовали только в теории. Это открытие может открыть новые горизонты в зелёной энергетике! Их назвали фуллертрубками, и состоят они из 130 атомов углерода.
Углерод поистине удивительный химический элемент, что только из него не получали в последнее время, один только графен чего стоит. Учёным доподлинно были известны две разновидности устойчивых молекулярных образований из углерода - углеродные нанотрубки - это скрученные в трубочки листы графена, и фуллерены - сферы из таких же листов. В теории не отрицалась возможность существования комбинации этих структур.
Но сейчас, возглавляя международную команду ученых, докторант по физике из Университета Монреаля Эммануэль Буррет успешно продемонстрировал их в реальной жизни и даже сумел сфотографировать некоторые из них.
Фуллерен C60 состоит из 60 атомов углерода и имеет форму футбольного мяча. Он относительно мал, сферичен и очень распространен. Фуллерены C120 встречаются реже. Они длиннее и имеют форму трубки, закрытой с обоих концов двумя половинками фуллерена C60. Фуллертруба C130 (или C130-D5h, ее полное научное название) более вытянута, чем C120, и встречается еще реже. Чтобы выделить ее, Буррет и его команда создали электрическую дугу между двумя графитовыми электродами для получения сажи, содержащей молекулы фуллерена и фуллертрубы. Затем с помощью теории функционала плотности (DFT) была рассчитана электронная структура этих молекул.
Используя специальное программное обеспечение, Буррет смог описать структуру молекулы C130: это трубка с двумя полусферами на концах, из-за чего она выглядит как микроскопическая капсула. Ее длина чуть меньше 2 нанометров, а ширина - 1 нм.
"Структура трубки в основном состоит из атомов, расположенных в виде шестиугольников, - говорит Буррет. - На двух концах эти шестиугольники соединены с пятиугольниками, что придает им округлую форму".
Открытие фуллертрубы C130 - важный шаг в развитии нанотехнологий и материаловедения. Демонстрация существования этой молекулы в реальности открывает новые возможности для ее изучения и потенциального применения. Одним из возможных применений фуллертрубы C130 может стать производство водорода. В настоящее время для этого используются катализаторы на основе платины и рубидия, которые являются редкими и дорогостоящими элементами. Замена их углеродными структурами, такими как C130, позволила бы производить водород более "зеленым" способом.
Источник:
DOI: 10.1021/jacs.3c09082
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3
Компактные чудо-микроскопы: меньше размер — больше возможностей
В мире, где информация имеет решающее значение, оптические технологии вступают в новую эру миниатюризации. Речь про те самые микроскопы, без которых не обходится ни одна лаборатория и которые проливают свет на микроскопические тайны живых организмов, сегодня становятся ещё умнее и компактнее.
Всё благодаря технологии металинз - она позволяет ужать размеры устройства, помогая учёным рассмотреть мельчайшие детали клеток и микроорганизмов. Представьте, теперь классические методы визуализации - светлое поле, тёмное поле и флуоресценция - могут ужиться в одном приборе размером в несколько сантиметров!
Исследовательская группа профессора Тао Ли и Шайнинга Чжу из Нанкинского университета добилась настоящего прорыва, создав многофункциональный микроскоп, который способен работать в трёх режимах. Секрет кроется в уникальной системе подсветки на волноводных структурах, которая снижает уровень шума и делает изображение чётче.
Этот волшебный прибор обладает разрешающей способностью примерно 714 нанометров - достаточно, чтобы увидеть даже мелкие детали клеточного строения. И да, для любителей точных цифр – работает он на длине волны 470 нанометров, золотой стандарт для флуоресцентной микроскопии.
Итак, вдумайтесь, перед нами не просто уменьшенная версия хорошего старого микроскопа, а полноценный многофункциональный центр для изучения микромира. Научные прорывы в данной области обещают революцию в биомедицинских исследованиях и диагностике, предоставляя возможность наблюдать за живым организмом в реальном времени. Это действительно крутой шаг в микроскопическом искусстве, который открывает новые горизонты для открытий не только сегодня, но и в будущем.
Источник:
DOI: 10.34133/adi.0023
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
В мире, где информация имеет решающее значение, оптические технологии вступают в новую эру миниатюризации. Речь про те самые микроскопы, без которых не обходится ни одна лаборатория и которые проливают свет на микроскопические тайны живых организмов, сегодня становятся ещё умнее и компактнее.
Всё благодаря технологии металинз - она позволяет ужать размеры устройства, помогая учёным рассмотреть мельчайшие детали клеток и микроорганизмов. Представьте, теперь классические методы визуализации - светлое поле, тёмное поле и флуоресценция - могут ужиться в одном приборе размером в несколько сантиметров!
Исследовательская группа профессора Тао Ли и Шайнинга Чжу из Нанкинского университета добилась настоящего прорыва, создав многофункциональный микроскоп, который способен работать в трёх режимах. Секрет кроется в уникальной системе подсветки на волноводных структурах, которая снижает уровень шума и делает изображение чётче.
Этот волшебный прибор обладает разрешающей способностью примерно 714 нанометров - достаточно, чтобы увидеть даже мелкие детали клеточного строения. И да, для любителей точных цифр – работает он на длине волны 470 нанометров, золотой стандарт для флуоресцентной микроскопии.
Итак, вдумайтесь, перед нами не просто уменьшенная версия хорошего старого микроскопа, а полноценный многофункциональный центр для изучения микромира. Научные прорывы в данной области обещают революцию в биомедицинских исследованиях и диагностике, предоставляя возможность наблюдать за живым организмом в реальном времени. Это действительно крутой шаг в микроскопическом искусстве, который открывает новые горизонты для открытий не только сегодня, но и в будущем.
Источник:
DOI: 10.34133/adi.0023
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3
Термоэлектрика становится гибкой: новый композит обещает переворот в энергии будущего
А вот и горячие новости из мира холодной энергетики: ученые создали гибкий композитный материал, который обещает повысить эффективность и снизить стоимость термоэлектрических устройств. Это значит, что вскоре мы сможем превращать ненужное тепло в полезное электричество с еще большей выгодой.
Термоэлектрические устройства уже давно нам известны своими способностями волшебным образом генерировать электричество из отходящего тепла и обеспечивать охлаждение без каких-либо хладагентов. Их экологичность и вариативность использования привлекает внимание специалистов в самых разных областях – от восстановления энергетических отходов теплоты в традиционных отраслях промышленности до создания систем точного управления температурой и устройств непрерывной подачи энергии в передовых новых отраслях.
Главная проблема термоэлектрики - это невысокая эффективность и сложность интеграции в гибкие системы, особенно если сравнивать с прочими технологиями преобразования энергии. Однако, команда исследователей под руководством главного исследователя Ким Чама из отделения наноконвергенции Государственного научно-технического университета технополиса Тэгу перевернула этот рынок вверх дном, создав уникальный композит, сочетающий в себе традиционные неорганические термоэлектрические материалы и проводящие полимеры.
Благодаря новому производственному процессу, который научился смешивать органические и неорганические компоненты, без потери однородности и плотности, ученые сделали шаг вперед в промышленном изготовлении композитов. Получившийся материал обладает не только выдающимися термоэлектрическими характеристиками, но и гибкостью и потенциалом сокращения затрат.
Ким Чам уверен, что открытия, сделанные в ходе их исследования, максимально раскроют потенциал экологически чистой термоэлектрической технологии. Команда теперь стремится к тому, чтобы усовершенствовать технологию производства для коммерческого использования композитов, чтобы охватить широкий круг приложений, от классических до перспективных новых индустрий.
Источник:
DOI: 10.1021/acsami.3c11235
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
А вот и горячие новости из мира холодной энергетики: ученые создали гибкий композитный материал, который обещает повысить эффективность и снизить стоимость термоэлектрических устройств. Это значит, что вскоре мы сможем превращать ненужное тепло в полезное электричество с еще большей выгодой.
Термоэлектрические устройства уже давно нам известны своими способностями волшебным образом генерировать электричество из отходящего тепла и обеспечивать охлаждение без каких-либо хладагентов. Их экологичность и вариативность использования привлекает внимание специалистов в самых разных областях – от восстановления энергетических отходов теплоты в традиционных отраслях промышленности до создания систем точного управления температурой и устройств непрерывной подачи энергии в передовых новых отраслях.
Главная проблема термоэлектрики - это невысокая эффективность и сложность интеграции в гибкие системы, особенно если сравнивать с прочими технологиями преобразования энергии. Однако, команда исследователей под руководством главного исследователя Ким Чама из отделения наноконвергенции Государственного научно-технического университета технополиса Тэгу перевернула этот рынок вверх дном, создав уникальный композит, сочетающий в себе традиционные неорганические термоэлектрические материалы и проводящие полимеры.
Благодаря новому производственному процессу, который научился смешивать органические и неорганические компоненты, без потери однородности и плотности, ученые сделали шаг вперед в промышленном изготовлении композитов. Получившийся материал обладает не только выдающимися термоэлектрическими характеристиками, но и гибкостью и потенциалом сокращения затрат.
Ким Чам уверен, что открытия, сделанные в ходе их исследования, максимально раскроют потенциал экологически чистой термоэлектрической технологии. Команда теперь стремится к тому, чтобы усовершенствовать технологию производства для коммерческого использования композитов, чтобы охватить широкий круг приложений, от классических до перспективных новых индустрий.
Источник:
DOI: 10.1021/acsami.3c11235
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2🔥1
Наночастица на воздушной подушке
Вам доводилось играть в детстве в горячий мяч? Полагаю, все знакомы с этой игрой, ну или хотя бы представляют по одному только названию, про что эта игра. Люди науки тоже знакомы с такой игрой, и даже решили вывести её на новый научный уровень. Ученые из Университета Инсбрука сыграли в нечто подобное, но вместо мяча у них была наночастица, а вместо рук — ультравысокий вакуум.
В мире экспериментальной физики случилось небывалое: команда под руководством Трейси Нортап из отделения экспериментальной физики Университета Инсбрука достигла нового рекорда. Исследователи создали наномеханический осциллятор, парящий в вакууме, чья способность сохранять энергию побила все мыслимые рекорды — качественный фактор превысил отметку в 10 миллиардов. Это означает, что новый нано-герой теряет энергию в сотни раз медленнее своих предшественников. Да, в сравнении с ним, даже самые экономичные электроприборы кажутся расточительными.
Это стало возможным благодаря экстремально низкому давлению окружающей среды, что не давало молекулам воздуха "толкать" осциллятор и сбивать его с курса. Вакуум — лучший друг для наночастицы, жаждущей полёта без препятствий.
А почему это так важно? Новоявленный чемпион по долговечности нано-движений может стать идеальной основой для суперчувствительных детекторов и новых экспериментов в области квантовой физики. Представьте себе девайсы, которые будут реагировать на любой, даже самый незначительный сигнал, или же эксперименты позволяющие увидеть, как взаимодействуют макроскопические тела и квантовый мир.
Источник:
DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.133602
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Вам доводилось играть в детстве в горячий мяч? Полагаю, все знакомы с этой игрой, ну или хотя бы представляют по одному только названию, про что эта игра. Люди науки тоже знакомы с такой игрой, и даже решили вывести её на новый научный уровень. Ученые из Университета Инсбрука сыграли в нечто подобное, но вместо мяча у них была наночастица, а вместо рук — ультравысокий вакуум.
В мире экспериментальной физики случилось небывалое: команда под руководством Трейси Нортап из отделения экспериментальной физики Университета Инсбрука достигла нового рекорда. Исследователи создали наномеханический осциллятор, парящий в вакууме, чья способность сохранять энергию побила все мыслимые рекорды — качественный фактор превысил отметку в 10 миллиардов. Это означает, что новый нано-герой теряет энергию в сотни раз медленнее своих предшественников. Да, в сравнении с ним, даже самые экономичные электроприборы кажутся расточительными.
Это стало возможным благодаря экстремально низкому давлению окружающей среды, что не давало молекулам воздуха "толкать" осциллятор и сбивать его с курса. Вакуум — лучший друг для наночастицы, жаждущей полёта без препятствий.
А почему это так важно? Новоявленный чемпион по долговечности нано-движений может стать идеальной основой для суперчувствительных детекторов и новых экспериментов в области квантовой физики. Представьте себе девайсы, которые будут реагировать на любой, даже самый незначительный сигнал, или же эксперименты позволяющие увидеть, как взаимодействуют макроскопические тела и квантовый мир.
Источник:
DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.133602
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍4
Ученые сближают звук и магнетизм для будущего вычислений
Встречайте новых героев информационной гонки: магноны и фононы. И они не просто встретились, но и "пожали руки" — всё это благодаря ученым из Центра науки о восходящих материалах RIKEN в Японии. Они создали прочную связь между магнитными волнами и звуком, что может стать отправной точкой для эры гибридных волновых устройств, работающих при комнатной температуре.
Современные вычислительные устройства — это, в основном, эстафета электронов, наряду с ними, правда, шустрят другие носителя заряда, дефекты, нагрев и прочее, но в основном это пока электроны. Но почему бы не пригласить к участию в "гонке" свет и звук? Получится ли у них обойти электроны если не по скорости, так по энергоэффективности и экологии? Именно это и исследовали ученые, ведь в их распоряжении оказались особенные кандидаты — магноны и фононы.
Магноны — это коллективные возбуждения спинов, представляющие магнитные свойства вещества, а фононы отвечают за звук, точнее, за его поверхностное распространение. Подружить их — значит, открыть новые горизонты в информационных технологиях, научив устройства воспринимать и обрабатывать информацию с помощью волн.
Проблема заключалась в несоответствии обычных поверхностных звуковых волн магнитным устройствам. Наши герои-исследователи разгадали этот "шифр" с помощью особых звуковых волн — поперечных упругих волн, которые гармонируют с магнитным полем. Заслуга их успеха — наноструктурированный резонатор поверхностных акустических волн, который ограничивает ультразвук в определенной области и усиливает поперечные звуковые волны, создавая тесную связь звука с магнитными волнами в тонкой пленке на комнатной температуре.
Источник:
DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.056704
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Встречайте новых героев информационной гонки: магноны и фононы. И они не просто встретились, но и "пожали руки" — всё это благодаря ученым из Центра науки о восходящих материалах RIKEN в Японии. Они создали прочную связь между магнитными волнами и звуком, что может стать отправной точкой для эры гибридных волновых устройств, работающих при комнатной температуре.
Современные вычислительные устройства — это, в основном, эстафета электронов, наряду с ними, правда, шустрят другие носителя заряда, дефекты, нагрев и прочее, но в основном это пока электроны. Но почему бы не пригласить к участию в "гонке" свет и звук? Получится ли у них обойти электроны если не по скорости, так по энергоэффективности и экологии? Именно это и исследовали ученые, ведь в их распоряжении оказались особенные кандидаты — магноны и фононы.
Магноны — это коллективные возбуждения спинов, представляющие магнитные свойства вещества, а фононы отвечают за звук, точнее, за его поверхностное распространение. Подружить их — значит, открыть новые горизонты в информационных технологиях, научив устройства воспринимать и обрабатывать информацию с помощью волн.
Проблема заключалась в несоответствии обычных поверхностных звуковых волн магнитным устройствам. Наши герои-исследователи разгадали этот "шифр" с помощью особых звуковых волн — поперечных упругих волн, которые гармонируют с магнитным полем. Заслуга их успеха — наноструктурированный резонатор поверхностных акустических волн, который ограничивает ультразвук в определенной области и усиливает поперечные звуковые волны, создавая тесную связь звука с магнитными волнами в тонкой пленке на комнатной температуре.
Источник:
DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.056704
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Горячие новости: пустынные пески обещают революцию в хранении энергии
Забудьте о батарейках и встречайте нового игрока в области хранения энергии: простой песок! Речь, конечно, не о бытовых устройствах с аккумуляторами, а о массивных системах хранения энергии. Песок может стать ключом к новой эпохе чистой энергетики благодаря технологии, рожденной в лабораториях NREL.
Казалось бы, песок — материал простой и знакомый каждому. Но инженеры из Национальной лаборатории возобновляемой энергии (NREL) взглянули на него под другим углом, увидев в его песчинках идеальный аккумулятор тепла от возобновляемых источников. Скорее всего вам знакома ситуация, когда на морском берегу песок очень сильно нагревается в течении дня, в полдень бывает даже невозможно встать на песок босыми ногами, приходится бежать до воды как по раскалённым углям. Теперь представьте, что такой песок может хранить гораздо больше энергии и отдавать её по мере необходимости.
Технология, разработанная и уже запатентованная в NREL, позволяет нагревать песок до высоких температур с помощью энергии ветра или солнца и сохранять это тепло в песке в специальных силосах. Новаторский прототип успешно работает в лабораторных условиях, а компьютерное моделирование показывает, что промышленные образцы сохраняют более 95% тепла на протяжении не менее пяти дней.
Решения для длительного и массового хранения энергии, основанные на литиево-ионных батареях или с помощью гидравлического накопления - все эти технологии либо дороги, либо географически ограничены. В отличие от них, тепловая энергия, сохраненная при помощи песка, предназначена для длительного хранения и, при этом, относительно недорогая. Расчеты показывают, что каждый киловатт-час с песком обойдется всего лишь в $4-10, по сравнению с $300 у батарей.
Только не всякий песок подойдет для такой задачи. Исследователи протестировали различные типы твердых частиц, в том числе керамические материалы и альфа-кварц. В итоге выбрали особо чистый песок, добываемый на среднем западе США, который может выдерживать температуру до 1,200°C.
Источник:
DOI: 10.1016/j.solener.2023.111908
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Забудьте о батарейках и встречайте нового игрока в области хранения энергии: простой песок! Речь, конечно, не о бытовых устройствах с аккумуляторами, а о массивных системах хранения энергии. Песок может стать ключом к новой эпохе чистой энергетики благодаря технологии, рожденной в лабораториях NREL.
Казалось бы, песок — материал простой и знакомый каждому. Но инженеры из Национальной лаборатории возобновляемой энергии (NREL) взглянули на него под другим углом, увидев в его песчинках идеальный аккумулятор тепла от возобновляемых источников. Скорее всего вам знакома ситуация, когда на морском берегу песок очень сильно нагревается в течении дня, в полдень бывает даже невозможно встать на песок босыми ногами, приходится бежать до воды как по раскалённым углям. Теперь представьте, что такой песок может хранить гораздо больше энергии и отдавать её по мере необходимости.
Технология, разработанная и уже запатентованная в NREL, позволяет нагревать песок до высоких температур с помощью энергии ветра или солнца и сохранять это тепло в песке в специальных силосах. Новаторский прототип успешно работает в лабораторных условиях, а компьютерное моделирование показывает, что промышленные образцы сохраняют более 95% тепла на протяжении не менее пяти дней.
Решения для длительного и массового хранения энергии, основанные на литиево-ионных батареях или с помощью гидравлического накопления - все эти технологии либо дороги, либо географически ограничены. В отличие от них, тепловая энергия, сохраненная при помощи песка, предназначена для длительного хранения и, при этом, относительно недорогая. Расчеты показывают, что каждый киловатт-час с песком обойдется всего лишь в $4-10, по сравнению с $300 у батарей.
Только не всякий песок подойдет для такой задачи. Исследователи протестировали различные типы твердых частиц, в том числе керамические материалы и альфа-кварц. В итоге выбрали особо чистый песок, добываемый на среднем западе США, который может выдерживать температуру до 1,200°C.
Источник:
DOI: 10.1016/j.solener.2023.111908
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Плазма под крышкой: как литий повысит эффективность токамаков
Учёные из Принстонской лаборатории плазменной физики (PPPL) всё ближе к тому, чтобы сделать энергию синтеза надежным источником для энергосетей, благодаря использованию лития для управления плазмой в токамаках.
Мечта о чистой и неиссякаемой энергии синтеза уже не за горами, а всё благодаря физикам из PPPL. Их последние исследования показывают, что покрытие внутренних стенок реактора жидким литием может решить проблему управления плазмой и увеличения ее стабильности. Это стало возможным благодаря новой методике, которая позволила определить оптимальную плотность нейтральных частиц на краю плазмы — ключ к эффективному дозированию ядерного синтеза.
Исследование, опубликованное в журнале Nuclear Fusion, стало результатом экспериментов в токамаке LTX-β. Этот уникальный аппарат позволяет создавать плазму в форме бублика и поддерживать её при помощи магнитных полей. Особенность LTX-β в том, что его стенки почти полностью покрыты литием, что резко снижает “отскоки” атомов водорода от стенок обратно в плазму и повышает её температуру на периферии. Это, в свою очередь, открывает дверь к созданию более компактных и энергоэффективных реакторов.
Работа команды показала закономерности связи между видом подачи топлива в плазму и ее стабильностью. Группа выяснила, насколько можно “наполнять плазму” до того, как начнутся проблемы со стабильностью, а нейтральный пучок вводить в систему можно также более точечно. Цель — достичь идеальных условий для длительного поддержания реакции, что сделает ядерный синтез практичной и выгодной частью энергосети.
Для наилучшего управления плазмой учёные изучают разницу температур её внутренней и внешней частей. В зависимости от распределения температуры, определяется профиль — пиковый или плоский. Именно плоский профиль позволяет добиться оптимального управления плазмой. Если же плотность нейтральных частиц превысит определенный порог, плазма начнет охлаждаться и возникнут нестабильности, называемые "режимами разрыва".
Источник:
DOI: 10.1088/1741-4326/ad2ca7
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Учёные из Принстонской лаборатории плазменной физики (PPPL) всё ближе к тому, чтобы сделать энергию синтеза надежным источником для энергосетей, благодаря использованию лития для управления плазмой в токамаках.
Мечта о чистой и неиссякаемой энергии синтеза уже не за горами, а всё благодаря физикам из PPPL. Их последние исследования показывают, что покрытие внутренних стенок реактора жидким литием может решить проблему управления плазмой и увеличения ее стабильности. Это стало возможным благодаря новой методике, которая позволила определить оптимальную плотность нейтральных частиц на краю плазмы — ключ к эффективному дозированию ядерного синтеза.
Исследование, опубликованное в журнале Nuclear Fusion, стало результатом экспериментов в токамаке LTX-β. Этот уникальный аппарат позволяет создавать плазму в форме бублика и поддерживать её при помощи магнитных полей. Особенность LTX-β в том, что его стенки почти полностью покрыты литием, что резко снижает “отскоки” атомов водорода от стенок обратно в плазму и повышает её температуру на периферии. Это, в свою очередь, открывает дверь к созданию более компактных и энергоэффективных реакторов.
Работа команды показала закономерности связи между видом подачи топлива в плазму и ее стабильностью. Группа выяснила, насколько можно “наполнять плазму” до того, как начнутся проблемы со стабильностью, а нейтральный пучок вводить в систему можно также более точечно. Цель — достичь идеальных условий для длительного поддержания реакции, что сделает ядерный синтез практичной и выгодной частью энергосети.
Для наилучшего управления плазмой учёные изучают разницу температур её внутренней и внешней частей. В зависимости от распределения температуры, определяется профиль — пиковый или плоский. Именно плоский профиль позволяет добиться оптимального управления плазмой. Если же плотность нейтральных частиц превысит определенный порог, плазма начнет охлаждаться и возникнут нестабильности, называемые "режимами разрыва".
Источник:
DOI: 10.1088/1741-4326/ad2ca7
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3
Как мозг и хаос помогают искусственному интеллекту стать умнее
Искусственный интеллект вдохновился устройством человеческого мозга и нашёл в хаосе нового союзника. Учёные из Китая разработали алгоритм обучения, который использует хаотическую динамику для повышения эффективности нейронных сетей, ускорения их обучения и расширения возможностей.
Восьмидесятые годы прошлого века открыли для нас удивительный факт: мозг кролика использует хаос для обучения. С тех пор эта компания - хаос и мозг - всё чаще встречается в стенах лабораторий. Теперь хаотическая динамика, которая не боится изменений и любит новизну, начала раскрывать свои тайны учёным при создании искусственного интеллекта.
Исследователи Ван Зицзянь и Пэн Тао вместе с директором их лаборатории Луоаном Чэном решили посмотреть, как хаос может обучить искусственные спайковые нейронные сети (SNN) - пока ещё несовершенные копии мозга. Вдохновившись этим непредсказуемым двигателем, они внесли в SNN немного хаотических расчётов и получили потрясающие результаты. Оказывается, путём добавления всего одной функции потерь, похожей на энтропию, можно добиться внутреннего хаоса, который стимулирует нейросеть учиться лучше и быстрее.
Интересно, что такой метод не только ускоряет процесс обучения, но и повышает его качество, что подтвердили тестирования на различных нейроморфных данных. В отличие от "внешнего" хаоса, который не привёл к успеху, "внутренний" хаос видимо хранит секреты миллиардной эволюции мозга и намного эффективнее.
Спайковые сети обладают отменной способностью к анализу временных и пространственных данных и экономичны в расходе энергии, но ранее у них были проблемы с обучением. Теперь, кажется, "гениальный хаос" нашёл способ превратить эти неудачники в умников и трудяг.
Подружились мозг, хаос и машина - и что из этого вышло? Возможно, скоро мы увидим следующий скачок в искусственном интеллекте. А пока научный мир бурно обсуждает новый метод, который с лёгкостью сравнит возможности искусственных сетей с человеческим мозгом, мы можем готовиться к новой эре, где умные машины будут ещё умнее, а всё благодаря кажущемуся беспорядку. И помните, иногда в "хаосе" гениальных идей скрывается будущее!
Источник:
DOI: 10.1093/nsr/nwae037
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Искусственный интеллект вдохновился устройством человеческого мозга и нашёл в хаосе нового союзника. Учёные из Китая разработали алгоритм обучения, который использует хаотическую динамику для повышения эффективности нейронных сетей, ускорения их обучения и расширения возможностей.
Восьмидесятые годы прошлого века открыли для нас удивительный факт: мозг кролика использует хаос для обучения. С тех пор эта компания - хаос и мозг - всё чаще встречается в стенах лабораторий. Теперь хаотическая динамика, которая не боится изменений и любит новизну, начала раскрывать свои тайны учёным при создании искусственного интеллекта.
Исследователи Ван Зицзянь и Пэн Тао вместе с директором их лаборатории Луоаном Чэном решили посмотреть, как хаос может обучить искусственные спайковые нейронные сети (SNN) - пока ещё несовершенные копии мозга. Вдохновившись этим непредсказуемым двигателем, они внесли в SNN немного хаотических расчётов и получили потрясающие результаты. Оказывается, путём добавления всего одной функции потерь, похожей на энтропию, можно добиться внутреннего хаоса, который стимулирует нейросеть учиться лучше и быстрее.
Интересно, что такой метод не только ускоряет процесс обучения, но и повышает его качество, что подтвердили тестирования на различных нейроморфных данных. В отличие от "внешнего" хаоса, который не привёл к успеху, "внутренний" хаос видимо хранит секреты миллиардной эволюции мозга и намного эффективнее.
Спайковые сети обладают отменной способностью к анализу временных и пространственных данных и экономичны в расходе энергии, но ранее у них были проблемы с обучением. Теперь, кажется, "гениальный хаос" нашёл способ превратить эти неудачники в умников и трудяг.
Подружились мозг, хаос и машина - и что из этого вышло? Возможно, скоро мы увидим следующий скачок в искусственном интеллекте. А пока научный мир бурно обсуждает новый метод, который с лёгкостью сравнит возможности искусственных сетей с человеческим мозгом, мы можем готовиться к новой эре, где умные машины будут ещё умнее, а всё благодаря кажущемуся беспорядку. И помните, иногда в "хаосе" гениальных идей скрывается будущее!
Источник:
DOI: 10.1093/nsr/nwae037
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Мозг в чипе: новый нейроморфный полупроводник
Команда южнокорейских учёных взяла лучшее от человеческого мозга, чтобы сотворить будущее искусственного интеллекта. Разработанная нейроморфная технология, щедро заряженная энергоэффективностью и оперативностью, обещает перевернуть представление о современной полупроводниковой электронике.
Ассоциации с киборгами и мозгом в банке – отставить. Настоящее бионическое чудо свершается в лаборатории профессора Квона Хёк-джуна из Отдела электротехники и информатики DGIST. И не где-нибудь, а в полупроводниках нового поколения для искусственного интеллекта.
Команда профессора Квона разработала синаптические полевые транзисторы. Да не простые, а из оксида гафния со слоями дисульфида олова. Получилось что-то вроде трехконтактного нейроморфного устройства, который может хранить информацию как настоящий нейрон в мозгу.
Результаты не замедлили сказаться и в цифрах: такой синапс реагирует в десять тысяч раз быстрее человеческого и потребляет мало энергии. Наука не стоит на месте, и современная энергоэффективность требует сверхскоростей. Исследователи предлагают использовать такое оборудование в самых разных приложениях, связанных с ИИ и машинным обучением.
Профессор Квон и его команда двигают нас к новой архитектуре вычислений с нивелированными недостатками по скорости и энергопотреблению. С этих пор искусственный интеллект сможет блеснуть не только "умом", но и "энергетическим аппетитом", достойным настоящего мозга. Ну а мы, как обычно, остаемся следить за тем, как бионические мечты становятся реальностью. Не будем также забывать о бионических снах, ведь именно в них рождаются законченные шедевры!
Источник:
DOI: 10.1002/advs.202308588
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Команда южнокорейских учёных взяла лучшее от человеческого мозга, чтобы сотворить будущее искусственного интеллекта. Разработанная нейроморфная технология, щедро заряженная энергоэффективностью и оперативностью, обещает перевернуть представление о современной полупроводниковой электронике.
Ассоциации с киборгами и мозгом в банке – отставить. Настоящее бионическое чудо свершается в лаборатории профессора Квона Хёк-джуна из Отдела электротехники и информатики DGIST. И не где-нибудь, а в полупроводниках нового поколения для искусственного интеллекта.
Команда профессора Квона разработала синаптические полевые транзисторы. Да не простые, а из оксида гафния со слоями дисульфида олова. Получилось что-то вроде трехконтактного нейроморфного устройства, который может хранить информацию как настоящий нейрон в мозгу.
Результаты не замедлили сказаться и в цифрах: такой синапс реагирует в десять тысяч раз быстрее человеческого и потребляет мало энергии. Наука не стоит на месте, и современная энергоэффективность требует сверхскоростей. Исследователи предлагают использовать такое оборудование в самых разных приложениях, связанных с ИИ и машинным обучением.
Профессор Квон и его команда двигают нас к новой архитектуре вычислений с нивелированными недостатками по скорости и энергопотреблению. С этих пор искусственный интеллект сможет блеснуть не только "умом", но и "энергетическим аппетитом", достойным настоящего мозга. Ну а мы, как обычно, остаемся следить за тем, как бионические мечты становятся реальностью. Не будем также забывать о бионических снах, ведь именно в них рождаются законченные шедевры!
Источник:
DOI: 10.1002/advs.202308588
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Новый катод "разогрел" магниевые батарейки до невиданных возможностей
Холода больше не помеха для зарядок! Специалисты из Университета Тохоку создали уникальный материал для катода магниевых батарей, который любит попрохладнее и позволяет им быть эффективными даже при низких температурах. Прощайте, старомодные источники энергии!
Ученые из Университета Тохоку не шутят - они изготовили катод из оксида каменной соли, запихнув туда ещё семь различных металлов и сделали там образом невозможное: теперь магниевая батарея чувствует себя на ура и при более низких температурах, чем ранее!
Это первый случай использования оксида каменной соли в качестве катодного материала для магниевых аккумуляторов. Высокоэнтропийная стратегия, использованная исследователями, позволила катионным дефектам активировать катод из оксида каменной соли.
Разработка также устраняет ключевое ограничение магниевых батарей - сложность транспортировки магния внутри твердых материалов. До сих пор для повышения подвижности магния в обычных катодных материалах, требовались очень высокие температуры. Однако материал, представленный исследователями из Университета Тохоку, эффективно работает всего при температуре 90°C, демонстрируя значительное снижение требуемой рабочей температуры.
Томоя Кавагути, профессор Института материаловедения Университета Тохоку (IMR), отмечает более широкие последствия этого исследования. "Литий находится в дефиците и распределен неравномерно, в то время как магний доступен в изобилии, что является более устойчивой и экономичной альтернативой”.
Конечно, бытовой аккумулятор нельзя просто так использовать даже при 90 градусах, и речь пока не идёт о массовом внедрении: там литиевые аккумуляторы прочно заняли свое место. Однако в системах массового и промышленного хранения энергии литиевые аккумуляторы являются крайне несовершенным решением, поэтому результаты команды учёных из университета Тохоку может стать основой будущих систем хранения.
Источник:
DOI: 10.1039/D3TA07942B
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Холода больше не помеха для зарядок! Специалисты из Университета Тохоку создали уникальный материал для катода магниевых батарей, который любит попрохладнее и позволяет им быть эффективными даже при низких температурах. Прощайте, старомодные источники энергии!
Ученые из Университета Тохоку не шутят - они изготовили катод из оксида каменной соли, запихнув туда ещё семь различных металлов и сделали там образом невозможное: теперь магниевая батарея чувствует себя на ура и при более низких температурах, чем ранее!
Это первый случай использования оксида каменной соли в качестве катодного материала для магниевых аккумуляторов. Высокоэнтропийная стратегия, использованная исследователями, позволила катионным дефектам активировать катод из оксида каменной соли.
Разработка также устраняет ключевое ограничение магниевых батарей - сложность транспортировки магния внутри твердых материалов. До сих пор для повышения подвижности магния в обычных катодных материалах, требовались очень высокие температуры. Однако материал, представленный исследователями из Университета Тохоку, эффективно работает всего при температуре 90°C, демонстрируя значительное снижение требуемой рабочей температуры.
Томоя Кавагути, профессор Института материаловедения Университета Тохоку (IMR), отмечает более широкие последствия этого исследования. "Литий находится в дефиците и распределен неравномерно, в то время как магний доступен в изобилии, что является более устойчивой и экономичной альтернативой”.
Конечно, бытовой аккумулятор нельзя просто так использовать даже при 90 градусах, и речь пока не идёт о массовом внедрении: там литиевые аккумуляторы прочно заняли свое место. Однако в системах массового и промышленного хранения энергии литиевые аккумуляторы являются крайне несовершенным решением, поэтому результаты команды учёных из университета Тохоку может стать основой будущих систем хранения.
Источник:
DOI: 10.1039/D3TA07942B
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Прогресс в области натриевых батарей: как смогли "разбудить" неактивный фосфат железа
Открытие китайских исследователей обещает революцию в мире натриево-ионных батарей: активация "сонного" фосфата и удивительные результаты в масштабах и энергии.
Недорогой и надежный - так можно описать идеальный катод для наших будущих батарей. И, на удивление, железофосфатные катоды становятся главными героями на арене натриево-ионных аккумуляторов. Но у этих героев были свои сложности - они хоть и обещали большую емкость в теории, но отдавали почему-то заметно меньше.
Ученые из Китайской академии наук не стали мириться с этой несправедливостью и принялись "будить" ленивые фосфаты. В результате родилась новая технология, которая превращает "неактивные" молекулы в настоящих трудяг и повышает уровень энергоемкости катодов до значений, о которых ранее могли только мечтать.
Этот процесс можно сравнить с настоящим волшебством: простое добавление натрия железофосфата, известного как минерал марицит, в матрицу и получается катод с рекордной емкостью более 130 мАч/г и энергетической плотностью в 400 Вт·ч/кг. Это почти как разбудить спящую красавицу поцелуем.
Китайские маги из науки не только наглядно показали, как "разбудить" неактивные элементы в катоде, но и подтвердили это в реальных условиях, создав аккумуляторы, которые держат заряды как зубры.
Источник:
DOI: 10.1021/jacs.3c14452
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Открытие китайских исследователей обещает революцию в мире натриево-ионных батарей: активация "сонного" фосфата и удивительные результаты в масштабах и энергии.
Недорогой и надежный - так можно описать идеальный катод для наших будущих батарей. И, на удивление, железофосфатные катоды становятся главными героями на арене натриево-ионных аккумуляторов. Но у этих героев были свои сложности - они хоть и обещали большую емкость в теории, но отдавали почему-то заметно меньше.
Ученые из Китайской академии наук не стали мириться с этой несправедливостью и принялись "будить" ленивые фосфаты. В результате родилась новая технология, которая превращает "неактивные" молекулы в настоящих трудяг и повышает уровень энергоемкости катодов до значений, о которых ранее могли только мечтать.
Этот процесс можно сравнить с настоящим волшебством: простое добавление натрия железофосфата, известного как минерал марицит, в матрицу и получается катод с рекордной емкостью более 130 мАч/г и энергетической плотностью в 400 Вт·ч/кг. Это почти как разбудить спящую красавицу поцелуем.
Китайские маги из науки не только наглядно показали, как "разбудить" неактивные элементы в катоде, но и подтвердили это в реальных условиях, создав аккумуляторы, которые держат заряды как зубры.
Источник:
DOI: 10.1021/jacs.3c14452
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2🔥1
Рождение новой батарейки из пепла старой: эко-способ переработки лития
Ученые нашли способ вернуть к жизни "уставшие" литиевые батареи, обещая революцию в переработке и достойное будущее для аккумуляторов.
Что делать со старыми литиевыми аккумуляторами, когда они отслужили свое? Вместо того чтобы отправлять их на свалку, исследователи из Китая предлагают элегантный метод переработки, который не только экологичен, но и весьма выгоден.
Профессор Се и его команда из Университета науки и технологий Хуачжун обнаружили, что активный литий можно извлечь из "умерших" аккумуляторов при помощи химического выщелачивания. Все гениальное просто: весь трюк заключается в использовании раствора полициклических ароматических углеводородов и эфирных растворителей.
Исследуя реагенты с разными окислительно-восстановительными потенциалами, команда нашла идеальный рецепт, который позволяет извлекать литий с высокой эффективностью. Уникальная настройка параметров делает возможным возвращение активного лития в строй: эффективное извлечение активного лития из отработавших батарей было достигнуто за счет оптимизации растворителя и технологических параметров. Восстановленный литий сразу готов реагировать с фосфатом железа, порождая высокопроизводительные материалы для катодов литий-железо-фосфатных батарей.
Важно отметить, что решения для извлечения лития работают в рамках замкнутой системы, что сводит к минимуму возможность загрязнения окружающей среды. Кроме того, реагенты для извлечения лития могут быть переработаны для повторного использования. По сравнению с другими технологиями вторичной переработки, этот метод имеет хорошие экономические преимущества и практические перспективы, и ожидается, что он будет способствовать устойчивому развитию литий-ионных аккумуляторов.
Источник:
DOI: 10.1016/j.scib.2024.02.034
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Ученые нашли способ вернуть к жизни "уставшие" литиевые батареи, обещая революцию в переработке и достойное будущее для аккумуляторов.
Что делать со старыми литиевыми аккумуляторами, когда они отслужили свое? Вместо того чтобы отправлять их на свалку, исследователи из Китая предлагают элегантный метод переработки, который не только экологичен, но и весьма выгоден.
Профессор Се и его команда из Университета науки и технологий Хуачжун обнаружили, что активный литий можно извлечь из "умерших" аккумуляторов при помощи химического выщелачивания. Все гениальное просто: весь трюк заключается в использовании раствора полициклических ароматических углеводородов и эфирных растворителей.
Исследуя реагенты с разными окислительно-восстановительными потенциалами, команда нашла идеальный рецепт, который позволяет извлекать литий с высокой эффективностью. Уникальная настройка параметров делает возможным возвращение активного лития в строй: эффективное извлечение активного лития из отработавших батарей было достигнуто за счет оптимизации растворителя и технологических параметров. Восстановленный литий сразу готов реагировать с фосфатом железа, порождая высокопроизводительные материалы для катодов литий-железо-фосфатных батарей.
Важно отметить, что решения для извлечения лития работают в рамках замкнутой системы, что сводит к минимуму возможность загрязнения окружающей среды. Кроме того, реагенты для извлечения лития могут быть переработаны для повторного использования. По сравнению с другими технологиями вторичной переработки, этот метод имеет хорошие экономические преимущества и практические перспективы, и ожидается, что он будет способствовать устойчивому развитию литий-ионных аккумуляторов.
Источник:
DOI: 10.1016/j.scib.2024.02.034
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3
Новый шаг в энергосбережении: метаповерхности помогут улучшить утилизацию энергии
Окружающая среда полна невостребованной энергии - от вибрации движущегося транспорта до шума больших городов. Недавние исследования открывают новую страницу в области сбора этой энергии благодаря разработке универсальных метаповерхностей, которые можно с легкостью переконфигурировать, словно кубики конструктора LEGO.
Забудьте о привычных солнечных панелях и ветряках, настало время гибких метаповерхностей, дающих вторую жизнь энергии, что ранее бесследно терялась. Изысканная технология, опубликованная в журнале Advanced Science, представляет собой многофункциональную метаповерхность, приспособленную к растяжению, элементы которой можно соединять для простоты использования в реальных условиях.
Метаматериалы, искусственные структуры, манипулирующие волновой энергией, теперь можно более эффективно использовать для сбора эластичных волн в пьезоэлектрических компонентах, повышая эффективность выработки электричества. Применение теории балок Тимошенко-Эренфеста позволило преодолеть ранее существовавшие ограничения на размер подобных элементов и частоту вибраций, что делает реализацию такой технологии не привязанной строго к одной частоте.
Инновационный подход исследователей из Южнокорейских университетов POSTECH и SKKU дал учёным возможность моделировать и контролировать эластичные метаповерхности, управляющие фазовой модуляцией эластичных волн. Появился так называемый TREM – переконфигурируемая эластичная метаповерхность, основанная на теории изгиба балок Тимошенко-Эренфеста, способен к модификации и настройке на различные волновые явления.
Значимостью этого прорыва стало демонстрируемое улучшение эффективности сбора энергии эластичными волнами, что увеличило электрическую мощность пьезоэлектрических компонентов в восемь раз, делая его перспективным для систем пьезоэлектрического энергосбора.
Профессор Чжунсук Ро из POSTECH с энтузиазмом подчеркнул значимость этой разработки не только для энергосбора, но и для мониторинга состояния конструкций, беспроводных сенсоров и Интернета вещей. И действительно, эти универсальные метаповерхности прорываются в различные сферы науки и технологий, обещая мир, где каждый шорох и движение богато энергетическими возможностями. И кто знает, может быть, скоро мы сможем заряжать свои гаджеты, просто идя по улицам, захватывая волну... энергетическую, разумеется.
Источник:
DOI: 10.1002/advs.202400090
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Окружающая среда полна невостребованной энергии - от вибрации движущегося транспорта до шума больших городов. Недавние исследования открывают новую страницу в области сбора этой энергии благодаря разработке универсальных метаповерхностей, которые можно с легкостью переконфигурировать, словно кубики конструктора LEGO.
Забудьте о привычных солнечных панелях и ветряках, настало время гибких метаповерхностей, дающих вторую жизнь энергии, что ранее бесследно терялась. Изысканная технология, опубликованная в журнале Advanced Science, представляет собой многофункциональную метаповерхность, приспособленную к растяжению, элементы которой можно соединять для простоты использования в реальных условиях.
Метаматериалы, искусственные структуры, манипулирующие волновой энергией, теперь можно более эффективно использовать для сбора эластичных волн в пьезоэлектрических компонентах, повышая эффективность выработки электричества. Применение теории балок Тимошенко-Эренфеста позволило преодолеть ранее существовавшие ограничения на размер подобных элементов и частоту вибраций, что делает реализацию такой технологии не привязанной строго к одной частоте.
Инновационный подход исследователей из Южнокорейских университетов POSTECH и SKKU дал учёным возможность моделировать и контролировать эластичные метаповерхности, управляющие фазовой модуляцией эластичных волн. Появился так называемый TREM – переконфигурируемая эластичная метаповерхность, основанная на теории изгиба балок Тимошенко-Эренфеста, способен к модификации и настройке на различные волновые явления.
Значимостью этого прорыва стало демонстрируемое улучшение эффективности сбора энергии эластичными волнами, что увеличило электрическую мощность пьезоэлектрических компонентов в восемь раз, делая его перспективным для систем пьезоэлектрического энергосбора.
Профессор Чжунсук Ро из POSTECH с энтузиазмом подчеркнул значимость этой разработки не только для энергосбора, но и для мониторинга состояния конструкций, беспроводных сенсоров и Интернета вещей. И действительно, эти универсальные метаповерхности прорываются в различные сферы науки и технологий, обещая мир, где каждый шорох и движение богато энергетическими возможностями. И кто знает, может быть, скоро мы сможем заряжать свои гаджеты, просто идя по улицам, захватывая волну... энергетическую, разумеется.
Источник:
DOI: 10.1002/advs.202400090
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Создан новый стабильный и высокопроводящий ионно-литиевый проводник для твердотельных аккумуляторов
Исследователи из Токийского университета науки и корпорации Денсо разработали новый вид твердотельного электролита для твердотельных литий-ионных аккумуляторов, который обещает высокую безопасность, проводимость и работоспособность в широком диапазоне температур.
Группа японских ученых совершила значительный прорыв в разработке твердотельных литий-ионных (Li-ion) батарей, представив новый стабильный и высокопроводящий литиево-ионный проводник с пирохлорной структурой. Батареи на основе этих твердотельных электролитов будут обладать повышенной пожаробезопасностью, высокой плотностью энергии и переносного числа по сравнению с батареями на жидких электролитах, что делает их привлекательными для применения в электромобилях и других устройствах.
Ключевым отличием нового материала является его устойчивость к воздействию воздуха и влаги, а также высокая ионная проводимость, превосходящая показатели уже известных оксидных твердотельных электролитов. В рамках исследования, опубликованного в журнале Chemistry of Materials, был разработан конкретный состав Li1.25La0.58Nb2O6F с объемной ионной проводимостью 7.0 мS см⁻¹ и общей ионной проводимостью 3.9 мS см⁻¹ при комнатной температуре.
Новый материал сохраняет проводимость даже при температуре –10°C, что равно показателям стандартных оксидных электролитов при комнатной температуре. Следовательно, диапазон его рабочих температур составляет от –10 °C до 100 °C, что значительно расширяет область применения.
Особенностью материала также стал механизм ионной проводимости, при котором ионы лития последовательно перемещаются, изменяя связи с ионами фтора в структуре пирохлора. Эти изменения затрагивают местные стабильные и метастабильные позиции, что обеспечивает высокую ионную подвижность.
Этот прорыв открывает новые возможности для создания более безопасных и высокоэнергетических твердотельных аккумуляторов без риска утечки электролитов или выделения токсичных газов, характерных для сульфидных батарей. Материал подходит для применения в электромобилях, благодаря способности работать в широком диапазоне температур и поддерживать быструю зарядку. Кроме того, материал представляет интерес для миниатюризации аккумуляторов, бытовой техники и медицинских устройств благодаря своей стабильности и безопасности при повреждениях.
Источник:
DOI: 10.1021/acs.chemmater.3c03288
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Исследователи из Токийского университета науки и корпорации Денсо разработали новый вид твердотельного электролита для твердотельных литий-ионных аккумуляторов, который обещает высокую безопасность, проводимость и работоспособность в широком диапазоне температур.
Группа японских ученых совершила значительный прорыв в разработке твердотельных литий-ионных (Li-ion) батарей, представив новый стабильный и высокопроводящий литиево-ионный проводник с пирохлорной структурой. Батареи на основе этих твердотельных электролитов будут обладать повышенной пожаробезопасностью, высокой плотностью энергии и переносного числа по сравнению с батареями на жидких электролитах, что делает их привлекательными для применения в электромобилях и других устройствах.
Ключевым отличием нового материала является его устойчивость к воздействию воздуха и влаги, а также высокая ионная проводимость, превосходящая показатели уже известных оксидных твердотельных электролитов. В рамках исследования, опубликованного в журнале Chemistry of Materials, был разработан конкретный состав Li1.25La0.58Nb2O6F с объемной ионной проводимостью 7.0 мS см⁻¹ и общей ионной проводимостью 3.9 мS см⁻¹ при комнатной температуре.
Новый материал сохраняет проводимость даже при температуре –10°C, что равно показателям стандартных оксидных электролитов при комнатной температуре. Следовательно, диапазон его рабочих температур составляет от –10 °C до 100 °C, что значительно расширяет область применения.
Особенностью материала также стал механизм ионной проводимости, при котором ионы лития последовательно перемещаются, изменяя связи с ионами фтора в структуре пирохлора. Эти изменения затрагивают местные стабильные и метастабильные позиции, что обеспечивает высокую ионную подвижность.
Этот прорыв открывает новые возможности для создания более безопасных и высокоэнергетических твердотельных аккумуляторов без риска утечки электролитов или выделения токсичных газов, характерных для сульфидных батарей. Материал подходит для применения в электромобилях, благодаря способности работать в широком диапазоне температур и поддерживать быструю зарядку. Кроме того, материал представляет интерес для миниатюризации аккумуляторов, бытовой техники и медицинских устройств благодаря своей стабильности и безопасности при повреждениях.
Источник:
DOI: 10.1021/acs.chemmater.3c03288
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Инженеры разработали почти невидимую камеру для отслеживания взгляда
В Институте фотонных наук в Барселоне (ICFO) разработана почти прозрачная камера, которая может применяться для отслеживания движений глаз, не препятствуя обзору. Описание камеры и её эффективности как трекера взгляда опубликовано на сервисе препринтов arXiv.
Команда инженеров в Барселоне сделала значительный прорыв в технологии отслеживания движения глаз, создав почти невидимую камеру. Это нововведение может быть весьма полезным в таких приложениях, как шлемы виртуальной реальности, системы помощи водителю и даже в рекламе для отслеживания внимания.
Устройства, которые традиционно использовались для этой цели, ставили перед пользователем определённое препятствие, закрывая обзор. Новая камера испанских разработчиков решает эту проблему, будучи практически невидимой для глаза.
Для создания своей камеры исследователи сконструировали фотодетектор, интегрировав маленькие точки сульфида свинца в листы графена. Под действием фотона точки генерируют электроны, которые двигаются по слою атомов углерода, создавая ток. За счёт небольшого размера используемых материалов, фотодетектор практически невидим и пропускает 95% света.
Дополнительные тесты включали проецирование полутоновых узоров на фотодетектор и сравнение результатов с выходными данными стандартного датчика изображения. Разработчики отмечают, что результаты выглядят многообещающе. Они также выявили, что устройство имело частоту обновления 400 Гц, что приблизительно в два раза превышает необходимое значение для получения надёжного изображения. Затем они имитировали отслеживание взгляда, проецируя маленькую тёмную точку на фотодетектор и использовали результаты для отслеживания действий в реальном времени.
На практике, камера может быть потенциально интегрирована в обычные очки или, что ещё лучше, в контактные линзы. Однако исследователи отмечают, что требуется дополнительная работа, прежде чем их камера сможет использоваться в таких приложениях. Например, фотодетектор не содержит линзу, что означает, что он работает только с проецированными изображениями. Также есть вопрос обработки изображений и добавления источника питания для процессора.
Источник:
DOI: 10.48550/arxiv.2403.08297
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
В Институте фотонных наук в Барселоне (ICFO) разработана почти прозрачная камера, которая может применяться для отслеживания движений глаз, не препятствуя обзору. Описание камеры и её эффективности как трекера взгляда опубликовано на сервисе препринтов arXiv.
Команда инженеров в Барселоне сделала значительный прорыв в технологии отслеживания движения глаз, создав почти невидимую камеру. Это нововведение может быть весьма полезным в таких приложениях, как шлемы виртуальной реальности, системы помощи водителю и даже в рекламе для отслеживания внимания.
Устройства, которые традиционно использовались для этой цели, ставили перед пользователем определённое препятствие, закрывая обзор. Новая камера испанских разработчиков решает эту проблему, будучи практически невидимой для глаза.
Для создания своей камеры исследователи сконструировали фотодетектор, интегрировав маленькие точки сульфида свинца в листы графена. Под действием фотона точки генерируют электроны, которые двигаются по слою атомов углерода, создавая ток. За счёт небольшого размера используемых материалов, фотодетектор практически невидим и пропускает 95% света.
Дополнительные тесты включали проецирование полутоновых узоров на фотодетектор и сравнение результатов с выходными данными стандартного датчика изображения. Разработчики отмечают, что результаты выглядят многообещающе. Они также выявили, что устройство имело частоту обновления 400 Гц, что приблизительно в два раза превышает необходимое значение для получения надёжного изображения. Затем они имитировали отслеживание взгляда, проецируя маленькую тёмную точку на фотодетектор и использовали результаты для отслеживания действий в реальном времени.
На практике, камера может быть потенциально интегрирована в обычные очки или, что ещё лучше, в контактные линзы. Однако исследователи отмечают, что требуется дополнительная работа, прежде чем их камера сможет использоваться в таких приложениях. Например, фотодетектор не содержит линзу, что означает, что он работает только с проецированными изображениями. Также есть вопрос обработки изображений и добавления источника питания для процессора.
Источник:
DOI: 10.48550/arxiv.2403.08297
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Прорыв в области жёстких дисков: многоуровневая запись с использованием 3D магнитных носителей
Научные группы из NIMS, Seagate Technology и Тохокского университета продемонстрировали реализуемость многоуровневой записи с использованием трёхмерного магнитного носителя для хранения цифровой информации. Это открытие может значительно увеличить емкость жёстких дисков (HDD) и предложить более эффективные и экономичные решения для хранения данных.
Центры обработки данных в настоящее время используют HDD с перпендикулярной магнитной записью (PMR) с плотностью около 1.5 Тбит на квадратный дюйм, однако возможен переход к большим плотностям с использованием носителя с высокой магнитной анизотропией из зёрен FePt и лазерного нагрева.
Используемый метод, называемый термоассистированной магнитной записью (HAMR), может обеспечивать плотности записи до 10 Тбит на квадратный дюйм за счёт использования принципа многоуровневой записи. В исследовании, опубликованном в журнале Acta Materiala, команда успешно записала данные в слоях FePt в структуре из многослойных плёнок FePt/Ru/FePt с прослойками из рутения (Ru).
Измерения магнетизации показали, что два слоя FePt имеют разные температуры Кюри. Это означает, что трёхмерная запись становится возможной путём регулировки мощности лазера при записи. Кроме того, исследователи продемонстрировали принцип 3D записи с помощью симуляций на модели носителя, имитирующей микроструктуру и магнитные свойства разработанных носителей.
На будущее исследователи планируют разработать технологический процесс для уменьшения размеров зёрен FePt, улучшения ориентации и магнитной анизотропии, а также стекирования большего количества слоёв FePt для создания носителя, подходящего для практического использования в HDD высокой плотности.
Источник:
DOI: 10.1016/j.actamat.2024.119869
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Научные группы из NIMS, Seagate Technology и Тохокского университета продемонстрировали реализуемость многоуровневой записи с использованием трёхмерного магнитного носителя для хранения цифровой информации. Это открытие может значительно увеличить емкость жёстких дисков (HDD) и предложить более эффективные и экономичные решения для хранения данных.
Центры обработки данных в настоящее время используют HDD с перпендикулярной магнитной записью (PMR) с плотностью около 1.5 Тбит на квадратный дюйм, однако возможен переход к большим плотностям с использованием носителя с высокой магнитной анизотропией из зёрен FePt и лазерного нагрева.
Используемый метод, называемый термоассистированной магнитной записью (HAMR), может обеспечивать плотности записи до 10 Тбит на квадратный дюйм за счёт использования принципа многоуровневой записи. В исследовании, опубликованном в журнале Acta Materiala, команда успешно записала данные в слоях FePt в структуре из многослойных плёнок FePt/Ru/FePt с прослойками из рутения (Ru).
Измерения магнетизации показали, что два слоя FePt имеют разные температуры Кюри. Это означает, что трёхмерная запись становится возможной путём регулировки мощности лазера при записи. Кроме того, исследователи продемонстрировали принцип 3D записи с помощью симуляций на модели носителя, имитирующей микроструктуру и магнитные свойства разработанных носителей.
На будущее исследователи планируют разработать технологический процесс для уменьшения размеров зёрен FePt, улучшения ориентации и магнитной анизотропии, а также стекирования большего количества слоёв FePt для создания носителя, подходящего для практического использования в HDD высокой плотности.
Источник:
DOI: 10.1016/j.actamat.2024.119869
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Новый тип высокоэффективной и экономичной памяти на основе фазовых переходов
Южнокорейские учёные совершили технологический прорыв, создав новый тип памяти. Аппарат может вскоре вытеснить устаревшие системы хранения благодаря своей экономичности и поразительной энергоэффективности.
Научная группа профессора Чой Шинхёна из Корейской высшей школы наук и техники (KAIST) представила новое поколение устройств памяти на основе фазовых переходов, которое может заменить существующие DRAM и NAND-флеш-память. Описание исследования опубликовано в престижном журнале «Nature».
Традиционно, память на основе фазовых переходов требовала сложных и дорогих в производстве технологий, а также значительного количества энергии для работы. Группа профессора Чой нашла решение — устройство с ультранизким потреблением энергии, сформированное на основе электрически изменяемой филаментарной структуры нанометрового размера, что позволяет отказаться от дорогих процессов производства.
Динамическая память (DRAM) быстра, но теряет данные при выключении питания. NAND-флеш-память медленнее, но сохраняет информацию без питания. Память на фазовых переходах сочетает преимущества обоих типов, обеспечивая высокую скорость и сохранность данных. Это делает её перспективным кандидатом для замены устаревших устройств хранения и для использования в нейроморфных вычислительных системах, подражающих человеческому мозгу.
Тем не менее, имеющиеся сейчас устройства памяти на фазовых переходах потребляют много энергии, что мешает созданию практичных нейроморфных систем и больших накопителей. Группа профессора Чой разработала метод, позволяющий формировать фазово-изменяемые материалы на крохотных площадях, как результат — память, которая потребляет в 15 раз меньше энергии по сравнению с традиционными устройствами.
Профессор Чой уверен, что открыта новая страница в технологиях памяти, сочетающей доступную стоимость и высокую энергоэффективность. Ожидается, что новая разработка станет основой будущего электронного инжиниринга с потенциальным применением в высокоплотных устройствах 3D-памяти и нейроморфных вычислительных системах, предоставляя широкий выбор материалов для исследований. Новая технология обещает кардинально изменить сферу информационных носителей и открыть новые горизонты в создании искусственного интеллекта.
Источник:
DOI: 10.1038/s41586-024-07230-5
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Южнокорейские учёные совершили технологический прорыв, создав новый тип памяти. Аппарат может вскоре вытеснить устаревшие системы хранения благодаря своей экономичности и поразительной энергоэффективности.
Научная группа профессора Чой Шинхёна из Корейской высшей школы наук и техники (KAIST) представила новое поколение устройств памяти на основе фазовых переходов, которое может заменить существующие DRAM и NAND-флеш-память. Описание исследования опубликовано в престижном журнале «Nature».
Традиционно, память на основе фазовых переходов требовала сложных и дорогих в производстве технологий, а также значительного количества энергии для работы. Группа профессора Чой нашла решение — устройство с ультранизким потреблением энергии, сформированное на основе электрически изменяемой филаментарной структуры нанометрового размера, что позволяет отказаться от дорогих процессов производства.
Динамическая память (DRAM) быстра, но теряет данные при выключении питания. NAND-флеш-память медленнее, но сохраняет информацию без питания. Память на фазовых переходах сочетает преимущества обоих типов, обеспечивая высокую скорость и сохранность данных. Это делает её перспективным кандидатом для замены устаревших устройств хранения и для использования в нейроморфных вычислительных системах, подражающих человеческому мозгу.
Тем не менее, имеющиеся сейчас устройства памяти на фазовых переходах потребляют много энергии, что мешает созданию практичных нейроморфных систем и больших накопителей. Группа профессора Чой разработала метод, позволяющий формировать фазово-изменяемые материалы на крохотных площадях, как результат — память, которая потребляет в 15 раз меньше энергии по сравнению с традиционными устройствами.
Профессор Чой уверен, что открыта новая страница в технологиях памяти, сочетающей доступную стоимость и высокую энергоэффективность. Ожидается, что новая разработка станет основой будущего электронного инжиниринга с потенциальным применением в высокоплотных устройствах 3D-памяти и нейроморфных вычислительных системах, предоставляя широкий выбор материалов для исследований. Новая технология обещает кардинально изменить сферу информационных носителей и открыть новые горизонты в создании искусственного интеллекта.
Источник:
DOI: 10.1038/s41586-024-07230-5
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Разработка энергоэффективной памяти для "зеленых" компьютеров
Исследователям из Массачусетского технологического института (MIT) удалось создать устройство для компьютерной памяти и процессоров, что может кардинально сократить потребление энергии вычислительной техникой. Разработка направлена на создание устройств за пределами обычной CMOS-технологии, использующих магнитные материалы. Эти материалы способны переключать магнетизацию, что позволяет осуществлять вычисления, аналогично работе транзисторов в существующих бинарных системах.
Основное внимание в исследовании уделено двумерным магнитным материалам, взаимодействующим по принципу ван дер Ваальса, которые обещают значительные преимущества для масштабирования и энергоэффективности магнитных устройств, что может сделать их коммерчески жизнеспособными.
Двумерные магнитные материалы ранее могли работать только при очень низких температурах, однако актуальной задачей оставалось повышение их рабочих температур до комнатных условий, а также необходимость их электрического управления без применения магнитных полей.
Ученые достигли ключевого этапа, создав «гетероструктуру на основе атомных слоев ван дер Ваальса», включающую двумерный магнитный материал железо-галлий-теллурид в сочетании с вольфрам-дителлуридом. В их открытом исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, было показано, что магнетизация может переключаться между состояниями 0 и 1 благодаря применению электрических импульсов.
"Наше устройство обеспечивает устойчивое переключение магнетизации без необходимости внешнего магнитного поля, что открывает беспрецедентные возможности для ультра-нискоэнергетических и экологически устойчивых вычислительных технологий для обработки больших данных и искусственного интеллекта", - говорит ведущий автор исследования, профессор Деблина Саркар.
Исследователи сосредоточились на минимизации потребления энергии, при этом новая разработка обеспечивает в десять раз меньшую плотность тока, требуемую для переключения по сравнению с объемными материалами. Это означает улучшение энергоэффективности примерно на два порядка.
Теперь команда стремится изучить аналогичные материалы с низкой симметрией ван дер Ваальса для дальнейшего снижения плотности тока и исследует возможности производства устройств магнитных переключателей в коммерческом масштабе.
Источник:
DOI: 10.1126/sciadv.adk8669
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Исследователям из Массачусетского технологического института (MIT) удалось создать устройство для компьютерной памяти и процессоров, что может кардинально сократить потребление энергии вычислительной техникой. Разработка направлена на создание устройств за пределами обычной CMOS-технологии, использующих магнитные материалы. Эти материалы способны переключать магнетизацию, что позволяет осуществлять вычисления, аналогично работе транзисторов в существующих бинарных системах.
Основное внимание в исследовании уделено двумерным магнитным материалам, взаимодействующим по принципу ван дер Ваальса, которые обещают значительные преимущества для масштабирования и энергоэффективности магнитных устройств, что может сделать их коммерчески жизнеспособными.
Двумерные магнитные материалы ранее могли работать только при очень низких температурах, однако актуальной задачей оставалось повышение их рабочих температур до комнатных условий, а также необходимость их электрического управления без применения магнитных полей.
Ученые достигли ключевого этапа, создав «гетероструктуру на основе атомных слоев ван дер Ваальса», включающую двумерный магнитный материал железо-галлий-теллурид в сочетании с вольфрам-дителлуридом. В их открытом исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, было показано, что магнетизация может переключаться между состояниями 0 и 1 благодаря применению электрических импульсов.
"Наше устройство обеспечивает устойчивое переключение магнетизации без необходимости внешнего магнитного поля, что открывает беспрецедентные возможности для ультра-нискоэнергетических и экологически устойчивых вычислительных технологий для обработки больших данных и искусственного интеллекта", - говорит ведущий автор исследования, профессор Деблина Саркар.
Исследователи сосредоточились на минимизации потребления энергии, при этом новая разработка обеспечивает в десять раз меньшую плотность тока, требуемую для переключения по сравнению с объемными материалами. Это означает улучшение энергоэффективности примерно на два порядка.
Теперь команда стремится изучить аналогичные материалы с низкой симметрией ван дер Ваальса для дальнейшего снижения плотности тока и исследует возможности производства устройств магнитных переключателей в коммерческом масштабе.
Источник:
DOI: 10.1126/sciadv.adk8669
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Удачное сочетание квантовых точек с топологическими угловыми состояниями
Исследования в области кавитационной квантовой электродинамики (cQED) имеют ключевое значение для прогресса квантовых технологий и понимания взаимодействия света с материей. В ходе работы над этими задачами одной из основных стратегий является взаимодействие отдельных квантовых излучателей с фотонными микрорезонаторами, которые обладают высокими коэффициентами добротности (Q) или небольшими объемами мод. Для оценки силы связи в cQED используют такой важный параметр, как фактор Пёрселла.
Квантовые точки (КТ) в твердом теле представляют особый интерес благодаря своей атомоподобной двухуровневой структуре и возможности интеграции с современными процессами изготовления полупроводников. Хотя при производстве могут возникать проблемы из-за структурных дефектов, негативно сказывающихся на работе системы.
Топологическая оптика предлагает решение благодаря своей врожденной топологической устойчивости. Высшие угловые топологические состояния могут обеспечивать больший фактор Пёрселла или вакуумное Раби-расщепление, даже при скромном коэффициентом добротности.
Однако остается проблема связи одиночных КТ с топологическими кавернами, где их случайное пространственное распределение во время роста мешает улучшению взаимодействия света с материей.
В недавней публикации в журнале Light: Science & Applications, исследователи во главе с профессорами Уинь Ю и Янвен Донг из Университета Сунь Ятсена показали первое детерминированное соединение одиночной КТ с топологическим угловым состоянием. Основываясь на свойствах топологической устойчивости для модификации структуры, они использовали технику широкопольной фотолюминесцентной (PL) визуализации и наблюдали увеличенный фактор Пёрселла, равный 3.7, и поляризованную эмиссию одиночных фотонов.
Устройство разработано на основе 0D углового состояния, которое характерно для фотонных кристаллов второго порядка, топология зон которых основывается на квантованной краевой дипольной поляризации, обозначаемой 2D фазой Зака.
В конечном итоге, команда исследователей показала первое детерминированное взаимодействие одиночной КТ с угловым состоянием, используя топологическую устойчивость и точное позиционирование. С помощью регулировки температуры они достигли резонансного фактора Пёрселла 3.7.
Устройство также показало поляризованную эмиссию одиночных фотонов с чистотой одиночного фотона g(2)(0) на уровне 0.024 ± 0.103. Этот прорыв расширяет возможности использования высших топологических фаз для продвинутых приложений в управлении взаимодействием света и материи на квантовом уровне.
Источник:
DOI: 10.1038/s41377-024-01377-6
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Исследования в области кавитационной квантовой электродинамики (cQED) имеют ключевое значение для прогресса квантовых технологий и понимания взаимодействия света с материей. В ходе работы над этими задачами одной из основных стратегий является взаимодействие отдельных квантовых излучателей с фотонными микрорезонаторами, которые обладают высокими коэффициентами добротности (Q) или небольшими объемами мод. Для оценки силы связи в cQED используют такой важный параметр, как фактор Пёрселла.
Квантовые точки (КТ) в твердом теле представляют особый интерес благодаря своей атомоподобной двухуровневой структуре и возможности интеграции с современными процессами изготовления полупроводников. Хотя при производстве могут возникать проблемы из-за структурных дефектов, негативно сказывающихся на работе системы.
Топологическая оптика предлагает решение благодаря своей врожденной топологической устойчивости. Высшие угловые топологические состояния могут обеспечивать больший фактор Пёрселла или вакуумное Раби-расщепление, даже при скромном коэффициентом добротности.
Однако остается проблема связи одиночных КТ с топологическими кавернами, где их случайное пространственное распределение во время роста мешает улучшению взаимодействия света с материей.
В недавней публикации в журнале Light: Science & Applications, исследователи во главе с профессорами Уинь Ю и Янвен Донг из Университета Сунь Ятсена показали первое детерминированное соединение одиночной КТ с топологическим угловым состоянием. Основываясь на свойствах топологической устойчивости для модификации структуры, они использовали технику широкопольной фотолюминесцентной (PL) визуализации и наблюдали увеличенный фактор Пёрселла, равный 3.7, и поляризованную эмиссию одиночных фотонов.
Устройство разработано на основе 0D углового состояния, которое характерно для фотонных кристаллов второго порядка, топология зон которых основывается на квантованной краевой дипольной поляризации, обозначаемой 2D фазой Зака.
В конечном итоге, команда исследователей показала первое детерминированное взаимодействие одиночной КТ с угловым состоянием, используя топологическую устойчивость и точное позиционирование. С помощью регулировки температуры они достигли резонансного фактора Пёрселла 3.7.
Устройство также показало поляризованную эмиссию одиночных фотонов с чистотой одиночного фотона g(2)(0) на уровне 0.024 ± 0.103. Этот прорыв расширяет возможности использования высших топологических фаз для продвинутых приложений в управлении взаимодействием света и материи на квантовом уровне.
Источник:
DOI: 10.1038/s41377-024-01377-6
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1