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

Автомобили будущего. Нанотехнологии опре

News image

Автопромышленность стала одной из первых отраслей, где быстро поняли выгоду нанотехнологий. В автомобиле сложно изобрести чт...

Наночастицы могут нанести вред ДНК челов

News image

Микробиологи из Университета Бристоля пришли к выводу, что наночастицы опасны для ДНК человека, поэтому концепция до...

Младшие братья

News image

Возможности наноспутников обсуждали энтузиасты на конференции «Микротехнологии в авиации и космонавтике», состоявшейся в Москве 16-17 се...

Однофазная интеркаляция/деинтеркаляция л

News image

Рис.1. Рентгенограммы образцов LiFePO4 S40 и S140: (a) общий вид профиля, (b) увеличение пика (211/020), де...

Наноавтомобиль

News image

Для многих из нас 1985 год запомнился как год, когда наша страна, тогда еще именовавшая се...

Искусственные клетки могут вырабатывать

News image

В статье исследователей из Йельского университета и Национального института стандартов (NIST) (США), вышедшей в журнале Ad...

Химики предлагают новый метод очистки во

News image

Очистка водорода необходима перед его применением в качестве топлива для топливных элементов, но существующие методы не...

Томские ученые исследуют наноматериалы н

News image

ТОМСК, 27 октября. /Корр. «ТАСС-Сибирь» Сергей Чернышов/. Томский политехнический университет стал участником европейского проекта по оц...

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...

Обои смогут защитить здание от повреждений

Berry Plastics в сотрудничестве с Army Corp of Engineers разработала новые обои, которые способны защитить здания от повреждений. Обои под на...

Новый метод создания электродов для измерения свойств н

Ученые, изучающие физические явления на наноуровне, хорошо знают, что «припаять» контакты к единичной органической молекуле зачастую намного сложнее, чем синтезировать са...

Нанотрубки научились получать в промышленных масштабах

Углеродные нанотрубки, основу для сверхпрочных материалов, можно будет получать в промышленных масштабах: благодаря изобретению американских химиков их стоимость заметно снизится. Нанотрубка – ...

Ученые проложили проводку в клеточной мембране

Ученым удалось передать и получить электрический импульс по клеточной мембране при помощи искусственно созданной нанопроволоки. Созданную ими гибридную систему авторы оп...

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.