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

Опасна ли для здоровья нанопыль карбида

News image

Исследователи из Дрезденского технического университета, Лейпцигского центра им. Гельмгольца по проблемам окружающей среды и Фраунгоферовского ин...

Физические и химические процессы в ракет

News image

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

Космический лифт - это почти реальность

News image

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

Honda совершает научный прорыв в области

News image

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

Улучшение топлив при помощи наночастиц

News image

В поисках повышения энергетических параметров жидких топлив, ученые обнаружили, что добавление наночастиц алюминия или окиси ал...

«Папа всех бомб»: избирательные нанотехн

News image

По мнению экспертов, испытание нового оружия – продолжение пиар-политики силового блока и первого вице-премьера Сергея Ив...

Новый вид воздушного транспорта. Дирижаб

News image

Французкая компания Massaud Studiо в сотрудничестве с Национальным аэрокосмическим агентством Франции ONERA разработала проект гелиевого ди...

Новый вид утилизации отходов: старые пла

News image

Большинство из покупателей даже не задумывается над тем, куда деть отработавшие свое пластиковые пакеты из бл...

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...

Переход через наноАльпы

Готовится к старту самый крупный в России бизнес-проект производства светотехники нового поколения. Без него российский рынок сверхъярких светодиодов будет наполнять до...

Физики создали новую форму углерода

В графите каждый слой повернут относительно нижележащего на 60 градусов (на иллюстрации). В МЭГ этот угол равен 30 градусам. МЭГ состоит из углеродных сл...

. С ноутбуком без подзарядки

Специалисты Стэнфордского университета (Stanford University), США, под руководством профессора И Куи (Yi Cui) нашли новый способ создания кремниевых анодов литий-ионных ба...

ИЗОБРЕТЕН ОПТИЧЕСКИЙ МИКРОСКОП С ЗОЛОТЫМ ПЕРОМ

Немецкие и швейцарские физики придумали оптический микроскоп с золотым пером , который сможет конкурировать с громоз...

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.