News image News image News image News image News image News image News image News image


Кристалл с ионной проводимостью?
Нанотехнологии в технике - Технологии

кристалл с ионной проводимостью?

Группа европейских ученых создала кристалл, обладающий невиданной ионной проводимостью. Данная разработка не только закладывает первый кирпич нового класса проводящих кристаллов, но и открывает следующую страницу в практическом применении ионной проводимости – производстве аккумуляторов и топливных ячеек.

Электрический ток – это не что иное, как поток заряженных частиц. Заряд может переноситься как отрицательными, так и положительными частицами (электронами, ионами), в вакууме или в веществе. Если речь идет именно о веществе, то главное условие высокой проводимости – свободный транспорт заряженных частиц, особенно затрудненный, если вещество находится в кристаллической фазе.

Наиболее типичный пример свободной миграции частиц - электроны в кристаллической решетке металла. Электроны ничтожно малы по сравнению с атомами, расположенными в узлах такой кристаллической решетки и, что самое главное, с расстояниями между узлами; благодаря этому они могут «организовано» перемещаться по кристаллу при наличии электрического внешнего поля.

Размер иона зачастую сравним с расстояниями между узлами кристаллической решетки, поэтому транспорт заряженных ионов, аналогичный механизму электронной проводимости металлов, в кристаллических структурах практически не встречается.

Но там где не получается приспособить творения природы, человек создает собственные «чудеса», и работа группы ученых из Италии, Венгрии и Великобритании, опубликованная в журнале Phys. Rev. Lett. 102, - яркое тому подтверждение.

Для того чтобы был возможен перенос заряда посредством ионов, необходимо было придумать кристаллическую решетку, где ионы будут находиться в «свободном» состоянии, т.е. расстояния между узлами этой решетки будет достаточно большим для свободного «путешествия» ионов по кристаллу. В своей работе, европейские ученые предложили подход, при помощи которого может быть создан подобный материал.

Как сказал один из членов команды: «Чтобы строить большой кристалл, нужны большие строительные блоки», поэтому за основу был взят C60, имеющий сложную кристаллическую структуру, по форме напоминающую мяч для гольфа (молекулы C60 так же известны под названием фуллерен-60; они были открыты в 1985 году, за что в 1996 году была вручена Нобелевская премия). Отрицательно заряженные молекулы C60 должны были стать основой будущей кристаллической решетки на подобии отрицательных ионов металлов в описанном выше примере электронной проводимости. Выбор второго компонента для «строительства» решетки основывался на экспериментальных данных; исследования показали, что ионы натрия не могут свободно двигаться внутри полученной кристаллической структуры из-за слишком больших молекулярных связей. Меньший по размеру ион лития оказался идеальным для выполнения этой задачи. Измерения показали, что ионная проводимость нового кристаллического вещества в 5 раз превышает проводимость «типичного» не кристаллического ионного проводника. При этом ионы лития в рамках полученной кристаллической решетки можно считать «свободными», т.к. энергия, необходимая для того, чтобы «сдвинуть» их с места не превышает энергию обычного теплового движения.

Вероятно, данная работа запустит целую цепочку исследований различных кристаллических структур на основе C60. Полученный результат открывает новый тип кристаллических материалов, которые еще предстоит детально изучать. Традиционно материалы с ионной проводимостью используются в производстве аккумуляторных батарей, создании топливных ячеек и для создания других более экзотичных технологий. Развитие этой идеи, возможно, приведет к созданию новых типов элементов питания с меньшим временем зарядки.

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Применение нанотехнологий

Космический лифт - это почти реальность

News image

Китайские физики совершили открытие, которое сделало на шаг ближе постройку космического лифта, создание сверхстойких бронежилетов и ...

Что такое композитные материалы

News image

Многокомпонентные материалы, состоящие, как правило, из пластичной основы (матрицы), армированной наполнителями, обладающими высокой прочностью, жесткостью и ...

Физические и химические процессы в ракет

News image

Современные жидкостные ракетные двигатели, принципы работы которых были предложены Циолковским более века назад, требуют дальнейшего со...

Водные процедуры с полимерными наношарик

News image

Полистирол в быту является в разных формах. Коробочки для компакт-дисков, стаканчики для йогурта и материалы дл...

Ученые создали суперпрочный коллаген

News image

Команда ученых из университета Висконсин-Мэдисон (США) изобрела самый прочный из всех видов коллагена когда-либо известных на...

Honda совершает научный прорыв в области

News image

Стало известно, что компания Honda, совместно с учеными Университета Пурду (Purdue University) и Университета Луисвилла (U...

История нанотехнологий

News image

Учёным и технологам давно известно, что весьма мелкие частицы различных веществ обладают свойствами не адэкватными св...

Самовоспроизводящиеся материалы

News image

В природе организмы способны к воспроизводству, но человеку пока не удавалось создать искусственный материал, который мо...

Новости нанотехнологий

Кремниевые нанотрубки выращивают без применения золота

Кремниевые нанопроволоки помогут уменьшить размеры микрочипов. Ученые из Института Физики микроструктур Макса Планка в Галле впервые разработали нанопроволоки на кре...

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из графена желаемой формы оказалась подвластна капелькам воды – о пластичности графеновых наноструктур сообщают химики из...

Влияние полярности электрического поля на рост вертикал

Одно из наиболее перспективных направлений использования углеродных нанотрубок (УНТ) связано с разработкой холодных полевых эмиттеров на их основе. Уникальные особенности та...

Наноальтернатива таблеткам

  Одним из первых медицинских применений нанотехнологии стало разработанное учеными из США быстродействующее лекарство от импотенции, которое сможет соперничать таблетками Частицы препарата ...

Композиты медицинские «MBM — ЛН»

Справка о применении в клинической практике композитного материала «MBM — ЛН» Композитный материал «MBM — ЛН» представляет собой ткань черного цвета. Развитая по...

More in: Технологии, Наноматериалы, Наномедицина, НаноТехника , Новости

Популярные заметки:

Космический лифт и нанотехнологии

От фантастики к реальности КОСМИЧЕСКИЙ ЛИФТ - это лента, один конец которой присоединен к поверхности Земли, а другой находится на...

Kyosemi использует в солнечных ячейках фотодиоды шарооб

На 2-ой Международной выставке по генерации электроэнергии с помощью фотовольтаических приборов (Second International Photovoltaic Power Generation Expo), проходившей 27 – 29...

Осветительные приборы печатаются на гибкой поверхности

General Electric Global Research впервые в мире добилась того, что светоизлучающие диоды OLED напечатаны на гибкой подложке, подобно тому, как пе...

Социальные розетки для доступа в интернет и вызова мили

Способ обеспечить всех желающих москвичей Интернетом и проводным телевидением нашли столичные связисты. Сделать это планируется с помощью существующей городской радиосети. До...

Ветряные двигатели для домашнего использования работают

Леверкузен (Германия). Небольшие, очень прочные и ультралегкие Baytubes - углеродные нанотрубки производства компании Байер - дают отличные возможности для ветроэнергетики. Он...

Your are currently browsing this site with Internet Explorer 6 (IE6).

Your current web browser must be updated to version 7 of Internet Explorer (IE7) to take advantage of all of template's capabilities.

Why should I upgrade to Internet Explorer 7? Microsoft has redesigned Internet Explorer from the ground up, with better security, new capabilities, and a whole new interface. Many changes resulted from the feedback of millions of users who tested prerelease versions of the new browser. The most compelling reason to upgrade is the improved security. The Internet of today is not the Internet of five years ago. There are dangers that simply didn't exist back in 2001, when Internet Explorer 6 was released to the world. Internet Explorer 7 makes surfing the web fundamentally safer by offering greater protection against viruses, spyware, and other online risks.

Get free downloads for Internet Explorer 7, including recommended updates as they become available. To download Internet Explorer 7 in the language of your choice, please visit the Internet Explorer 7 worldwide page.