Наиболее часто в мобильных устройствах (ноутбуки, мобильные телефоны, КПК и другие) применяют широко распространенные литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы. Это связано с их преимуществами по сравнению с широко использовавшимися ранее и, по крупному счету, устаревшими никель-металлгидридными (Ni-MH) и никель-кадмиевыми (Ni-Cd) аккумуляторами. У Li-ion аккумуляторов значительно лучшие параметры. Однако следует учитывать, что Ni-Cd аккумуляторы имеют одно важное достоинство: способность обеспечивать большие токи разряда. Это свойство не является критически важным при питании ноутбуков или сотовых телефонов (где доля Li-ion доходит до 80% и их доля становится все больше и больше), но существует достаточно много устройств, потребляющих большие токи, например всевозможные электроинструменты, электробритвы и т.п. До сих пор эти устройства являлись вотчиной почти исключительно Ni-Cd аккумуляторов.
Архив рубрики: Наука
Изучение доменной динамики сегнетоэлектрика при циклическом изменении приложенного поля позволило понять механизмы его деградации
Иллюстрация: R. Ignatans et al. / Physical Review Letters. Физики провели исследование динамики доменов в сегнетоэлектрике под воздействием циклически изменяющегося электрического поля, с использованием хорошо известного специалистам во многих областях метода просвечивающей тела электронной микроскопии. В ходе этого исследования было установлено, что простые домены проявляют различные типы баркгаузеновских скачков в зависимости от характера их взаимодействия – с кристаллической решеткой или с соседним доменом. Кроме того, ученые выявили фундаментальный механизм, приводящий к деградации сегнетоэлектрического материала. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters. Появление поляризации в материале под действием электрического поля обусловлено перераспределением зарядов. Существуют особые материалы – сегнетоэлектрики, обладающие спонтанной поляризацией даже в отсутствие внешнего электрического поля.
Новый материал из монослоев сульфидов переходных металлов показал рекордный коэффициент тепловой анизотропии
Иллюстрация от S. E. Kim et al / Nature. Группа американских физиков недавно создала материал с абсолютно уникальным значением коэффициента тепловой анизотропии. Данный материал представляет собой структуру из монослоев сульфидов переходных металлов, расположенных в стопку со случайной ориентацией доменов. В исследовании ученые продемонстрировали эффективность данного материала в охлаждении электродов и одновременной термоизоляции. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature. Одна из ключевых проблем микроэлектроники, препятствующая дальнейшей миниатюризации, заключается в перегреве микросхем. Поэтому отведение тепла от них является задачей первостепенной важности. Материалы с выраженной анизотропной теплопроводностью способны решить эту проблему. В таких материалах скорость распространения тепла зависит от направления теплового потока. Это свойство количественно характеризуется коэффициентом тепловой анизотропии ρ, который представляет собой отношение теплопроводностей вдоль осей с максимальной и минимальной скоростью теплопередачи.
В США предложен новый вариант сверхпроводящего магнита для будущего коллайдера
Группа исследователей сразу из нескольких американских научных институтов представила разработку сверхпроводящего магнита для перспективного коллайдера. Созданная ими установка генерирует дипольное поле большой напряженностью 14,1 тесла при температуре охлаждения 4,5 кельвина. Этот показатель близок к целевому значению в 16 тесла, запланированному для будущего ускорителя частиц с энергией столкновения около 100 тераэлектронвольт (в сравнении с 13 тераэлектронвольт Большого адронного коллайдера), как сообщается в CERN Courier. Коллайдеры относятся к типу ускорителей, предназначенных для столкновения разогнанных частиц. Наиболее мощным существующим коллайдером является Большой адронный коллайдер (БАК), способный достигать энергии соударения встречных пучков протонов на уровне 13 тераэлектронвольт. При проектировании БАК одной из главных теоретических концепций в физике высоких энергий была суперсимметрия.
Представлены результаты многолетних исследований по превращению фтора в кислород при бомбардировке его пучками протонов с различной энергией
Иллюстрация: Carin Cain / APS. Физики из коллаборации JUNA провели высокоточное измерение параметров ядерной реакции захвата протона ядром фтора с образованием кислорода и испусканием альфа-частицы и гамма-кванта. Ключевым фактором успеха исследования стала уникальная глубина расположения лаборатории, что позволило минимизировать влияние космического излучения на эксперимент. Данный подход обеспечил высокую точность измерений и расширил диапазон исследуемых энергий реакции. Полученные результаты будут способствовать созданию более совершенных астрофизических моделей. Статья с описанием исследования опубликована в журнале Physical Review Letters. Химический состав Вселенной, в том числе и нашей планеты, является результатом сложной сети ядерных реакций, происходящих в звёздах. Не имея возможности напрямую наблюдать звездный нуклеосинтез, мы строим теоретические модели на основе астрономических данных. Читать далее
Графеновый слой на подложке позволил увидеть вигнеровский кристалл в муаровой сверхрешетке
Иллюстрация от H. Li et al / Nature. Группа физиков недавно осуществила полноценную неразрушающую визуализацию двумерного вигнеровского кристалла, расположенного в муаровой сверхрешетке. Это достижение было получено путем добавления вспомогательного графенового слоя, с поверхности которого снимались карты проводимости с помощью очень мощного сканирующего туннельного микроскопа. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature. Вигнеровский кристалл представляет собой упорядоченную фазу электронной плотности, формирующуюся при преобладании потенциальной энергии кулоновского взаимодействия над кинетической энергией электронов (квазиэлектронов). В отличие от вигнеровского кристалла, электронный газ характеризуется преобладанием кинетической энергии электронов над потенциальной. Теоретическая возможность кристаллизации электронного газа была впервые предсказана Юджином Вигнером в 1934 году.
