Pèfòmans izolasyon nan materyèl la ka ajiste nan volonte

Pifò materyèl gen yon konduktiviti fiks tèmik, men k ap aplike vòltaj nan fim sa a pral chanje anpil pwopriyete tèmik li yo.

Yánji rényuán fāxiàn, sī gǔ yǎnghuà wù (SCO) zìrán cúnzài yú yī zhǒng jiàozuò brownmillite (zhōngxīn) de yuánzǐ jiégòu zhōng, dàn dāng yǎng lízǐ bèi tiānjiā dào qízhōng (yòu) shí, tā bi gd yu xù, gèng dǎorè, ér dāng qīng lízǐ bèi tiānjiā dào qízhōng (zuǒ) shí, tā bià dé gèng bù yǒu xù, gèng dǎorè. Túpiàn: Yánjiū rényuán táng cáiliào de diànzǐ hé cíxìng néng tōngguò yìng For a shūrù ér xiǎnzhù gǎibiàn, xíngchéngle suǒyǒu xiàndài diànzǐ xué de zhīzhù. Dànshì, duì rènhé cáiliào de règ dǎo li shíxiàn tóngyàng de kě tiáo kòngzhì yì zhí shì yīgè nányǐ zhuōmō de tànsuǒ. Xiànzài, má shěng lǐgōng xuéyuàn de yīgè yánjiū xiǎozǔ yǐjīng qǔdéle zhòngdà jìnzhǎn. Tāmen shèjìle yī zhǒng chángqí yǐlái yīzhí zài xúnzhǎo de zhuāngzhì, tāmen chēng zhī wèi “diànrè fè”, kěnǐ xēyào gǎibiàn rè dǎo lǜ. Tāmen zhèngmíng, zhè zhǒng cáiliào de dǎorè nénglì zài shìwēn xià kěyǐ “tiáojié” 10 bèi. Zhè xiàng jìshù yǒu kěnéng wéi zhìnéng chuānghù, zhìnéng qiáng, zhìnéng fúzhuāng, shènzhì shì shōují yúrè de xīn fāngfǎ de kě règ xīn jìshù dǎkāi dàmén. Zhèxiē fāxiàn fābiǎo zài jīntiān de “zìrán cáiliào” zázhì shàng, fābiǎo zài má shěng lǐgōng xuéyuàn jiàoshòu bǐ' ěr qí · yī ěr dí zī hé chéngāng, xīnjìn bìyè de lǚqǐyáng bóshì yo nì móì ěr · xiū bó màn bóshì yǐjí má shěng lǐgōng xuéyuàn li bùlǔkè hǎi wén guójiā shíyàn shì de qítā li li wèi jiàoshòu dì lùnwén zhōng. Rè pou l fè miyè rèliang yo nan kay la nan kay la. Lìrú, zhè jiùshì wèishéme nǐ kěyǐ hěn róngyì dì ná qǐ yīgè mù bǐng de règ ji wai, yīnwèi mye ti dǎorè hěn dī, dǐ nn kěnéng huì bèi shāoshāng, n se yon moun ki gen yon mwayen pou yo fè yon jounen, kòm yon jenn fi. de dǎorè xìng. Yánjiū rényuán shǐyòng yī zhǒng jiàozuò sī gǔ yǎnghuà wù (SCO) de kalmi, zhè zhǒng cáiliào kěyǐ zhì chéng bómó. Tōngguò xiàng SCO se yon jij ki vle wè li te gen anpil moun ki te gen yon jenn gason ki te gen anpil tan, règleman règ la. Jiā qīng shǐ diàndǎo lǜ jiàngdī. Tiānjiā huò qùchú yǎng hé qīng de guòchéng kěyǐ jiǎndān de tōngguò gǎibiàn shījiā zài cáiliào shàng de diànyā lái kòngzhì. Běnzhí shàng, zhège guòchéng shì diàn huàxué qūdòng de. Zǒng de lái shuō, zài shìwēn xià, yánjiū rényuán fāxiàn zhège guòchéng tígōngle cáiliào rèchuángdǎo de shí bèi biànhuà. Yánjiū rényuán shuō, zhè zhǒng dian kě nan kòw jeyan de shouliàngjí fànwéi yǐqián cóng wèi zài rènhé cáiliào zhòng chūxiànguò. Zài dà duōshù yǐ zhī de cáiliào zhōng, dǎorè xìshù shì bù biàn de - - mùtou dǎorè bù hǎo, jīnshǔ dǎorè bù chā. Yīncǐ, dāng yánjiū rényuán fāxiànzài cáiliào de fēnzǐ jiégòu zhōng jiārù mǒu xiy yuánzǐ shíjì shang kěyǐ tío qǎor x xìshù shí, zhè shì yīgè yì xiǎngbùdào de jiéguǒ. Rúguǒ yǒu shé me bùtóng dehuà, jiārù éwài de yuánzǐ —— huòz pou jenn ti moun ki shuō, lízǐ, yuánzl bōlíle yīxiē diànzǐ, huòz hu yěu duōyú de diànzǐ, gěi tīmen yīgè jìng diànhè —— huì shǐ dǎodiàn xìng biàn chà (shìshí zhèngmíng, zhè shì jiārù qīng ér bùshì yǎng shí de qíngkuàng). "Mwen ta dwe pran yon desizyon pou li, mwen ta dwe fè sa," te di. Sa a se yon jenn gason ak yon jenn gason ki gen anpil pitit, ki di, "se pou ou ta dwe wè ou ta dwe gen yon jenn pou yo pran yon desizyon". Jiéguǒ fāxiàn, jiāng yǎng lízǐ chārù dào hé tiǎ sh xn xīn kuàng SCO de jiégòu zhōng, kěyǐ jiāng qí zhuǎnhuà wéi gài tài kuàng jiégòu, zhè zhǒng jiégòu bǐ yuánlái de jiégòu gèng yǒu xù. Li diyèn tou ki gen de pitit li yo. Li ta dwe jije nan kò sa a pou li ka wè li. Zhèxiē gòngtóng dǎozhìle tā gèn gāo de rèchuángdǎo, ”Yildiz shuō. Rè hěn róngyì tōngguò zhè zhǒng godù yǒu xù de jijòu chuándǎo, ér tā wǎngwǎng bāi gāodé bù guīzé de yuánzǐ jiégòu sǎnshè li so. Xiāng bǐ zhī xià, yǐnrù qīng lízǐ huì dǎozhì gèng wú xù de jiégòu. “Wmen kěyǐ yǐnrù gèng duō de shùnxù, zēngjiā rèd dǎo lǜ, huòzh yǐnrù gèng duō de wu xù, dǎozhì gèng dī de re dǎo lǜ. Chita, se pou ou, poukisa ou gen dwa fè yon jenn pou li, ”Yildiz jiěshì dào. Tā bǔchōng shuō, suīrán zài shìwēn xià, rè dǎo lǜ kěyǐ gǎibiàn yuē 10 bèi, dā zài jiào dī de wēndù xià, zhè zhǒng biànhuà shènzhì gèng dà. Xīn de fāngfǎ shǐdé zài liǎng gè fāngxiàng shàng tōngguò gǎibiàn shijiā zài bómó cáiliào shàng de diànyā jiù kěyǐ liánxù dì gǎibiàn zhè zhǒng yǒu xù dù. Gájájájí náì jìnrù líz yètǐ (běnzhí shàng shì yī zhǒng yètài yán) zhōng, yàome yǔ gùtǐ diànjiěhhí jiēchù, dāng diànyā jiē tōng shí, gùtǐ diànjiěhhì xiáng cáiliào tíng fù yǎng lízǐ huò zhèng qīng lízǐ (zhízǐ). Zài yètàìzi diànjězhì de qíngkuàng xià, yǎng hé qīng de láiyuán shì zhōuwéi kōngqì zhòng de shuǐ de shuǐjiě. "Wǒmen zái zhèlǐ zhǎnshì de shì yīgè zhēnzhèng de gàiniàn yǎnshì," Yildiz jiěshì dào. Tā shuō, tāmen xūyào shǐœng yètǐ diànjiězhì jièzhì lái jìnxíng quán fànwéi de qīnghuà hè yǎnghuà, zhè shǐdé zhè zhǒng xìtǒng "bù róngyì shìðng yú quán gùtài shèbèi", zhè jiāng shì zuìzhōng de mùbiāo. Li se yon jenn gason ki fè moun konnen li te gen anpil pitit. "Wǒmen zhīdào yǒu gùtài diàjijzhì cáiliào" lǐlùn shàng kěyi yètǐ, tā shuō. Gwah xiǎozǔ zhèngzài jìxù tànsuǒ zhèxiē kěnéng xìng, bìng yǎnshìle gùtǐ diànjiězhì de gōngzuò zhuāngzhì. Chén shuō: "Yǒu hěnduō yìng defi chéngxù xūyào tiáojié rèliú." Liru, duìyú yǐ Re de xíngshì chúcún néngliàng, bǐrú kong tàiyángnéng RE zhuāngzhì Zhong chúcún néngliàng, yǒu yīgè kěyǐ gāodù juéyuán de róngqì Lai bǎochí rèliàng, zhídào xūyào Shi, lavil Dann dàole qǔ Hui rèliàng de shíhòu, ta kěyǐ bei zhuǎnhuàn Cheng Gao dǎodiàn Xing . Tā shuō: “Shèngbēi kěyǐ yòng lái chúcún néngliàng.”. “Zhè shì mèngxiǎng, dàn wǒmen hái méiyǒu shíxiàn.” Dàn zhè yī fà pou ou tou, sa ki fè yo se yon ti kras sou li. Yildiz shuō, zhè zhǒng fāngfǎ "kěyǐ kāipì wǒmen yǐqián méiyǒu xiǎngdàoguò de xīn yìng garant". Li se yon zak ki gen anpil chans pou l fè sa: "Zhè yi gàiniàn wìkenng yú qítā cáilào, yīnwèi wǒmen zhīdào wǒmen kěyǐ zài di, di ki ta dwe gen anpil.". Li, se pou li ale nan yon jounalis de zhòngdiǎn shì gǎibiàn règ xìngzhì, dô tóngyàng de guòchéng shíjì shang yěyǒu qítā yǐngxiǎng, chén shuō: "Tā bùjǐn gǎibiàn règ dǜo lǜ, érqiě hái giibiàn guāngxué xìngzhì." Àodìlì wéiyěnà dàxué (Inivèsite Vyèn, Otrich) te gen yon jenn gason ki te gen yon jenn gason ki te mete l '(Juergen Fleig) nan biwo a: "Zhè shì yī zhǒng lìyòng gùtǐ zhōng de lízǐ chārù hí tíqǔ lái tiáojié huò qiēhuàn rè dǎo lǜ de zhēnzhèng chuàngxīn hé xīnyǐng de fāngfǎ. ”.“ Cèliáng de xiàoyìng (yóu liǎng gè xiāng biàn yǐnqǐ) bùjǐn hěn dà, érqiě shì shuāngxiàng de, zhè shì lìng rans xīngfèn de. Wǒ hái yìnxiàng shēnkè de shì, zhè zhǒng gōngyì zài shìwēn xià gōngzuò dé fēicháng hǎo, yīnwèi zhè zhǒng yǎnghuà wù cáiliào tōngcháng zài gèn gāo de wēndù xià gōngzuò. " Jiāzhōu dàxué luòshānjī fēnxiào jīxiè hángkōng hángtiān gōngchéng fùjiàoshòu húyǒngjié (yīnyì) yě méiyǒu cānyù zhè xiàng gōngzuò, tā shuō: "Duì rè chuáng shū de zhǔdòng kòngzhì cóng gēnběn shànglái shu yī xiàng tiǎozhàn. Zhè shì yī xiàng fēicháng lìng rén xīngfèn de yánjiū, shì shíxiàn zhè yī mùbiāo dì zhòngyào yībù. Zhè shì dì yī fèn xiángxì yánjiūle sān tài xiāng jiégòu rèd tèxīng de bàogào, kěnéng huì wèi rè gǎnlǐ hé néngyuán yìngijan kāipì xīn de chǎngsuǒ. " Ou ap chèche konnen ki kote ou ta dwe pran yon desizyon sou sa ki gen rapò, sòldi, imatrikilasyon ou,' ðr dá' ěr, yǐjí niǔyuē pǔ dùn bùlǔkè bùlǔkè guójiā shíyàn shì de ou ka di ki lè tè a ye. Zhè xiáng gōngzuò dédàole měiguó guójiā kēxué jījīn huì hé měiguó néngyuán bù de zhīchí.2313/5000Chèchè yo te jwenn ke stronyom Cobalt oksid (SCO) natirèlman egziste nan yon estrikti atomik yo rele brownmillite (sant), men lè iyon oksijèn yo te ajoute sou li (dwat), li vin pi bay lòd ak pi conducteur tèmik, pandan y ap Lè iyon idwojèn yo ajoute nan li (agoch), li vin pi dezord ak pi conducteur tèmik.

Imaj: bay chèchè yo

Pwopriyete elektwonik ak mayetik materyèl la chanje anpil nan aplikasyon D 'elektrik, ki fòme zo rèl do tout elektwonik modèn yo. Sepandan, reyisi menm reglabl kontwòl konduktiviti tèmik nan nenpòt ki materyèl te yon eksplorasyon flotant.

Koulye a, yon ekip rechèch nan MIT te fè pwogrè siyifikatif. Yo fè yon aparèy ke yo te chèche pou yon bon bout tan. Yo rele l GG: elektrik chofaj valv&;, ki ka chanje konduktiviti nan tèmik jan sa nesesè. Yo te pwouve ke konduktiviti tèmik materyèl sa a kapab GG, ajiste GG, 10 fwa nan tanperati chanm.

Teknoloji sa a gen potansyèl pou louvri pòt la pou fenèt entelijan, mi entelijan, rad entelijan, e menm nouvo teknoloji pou izolasyon kontwole ki kolekte nouvo metòd pou chalè dechè.

Rezilta sa yo te pibliye nan jounen jodi a'&s; materyèl natirèl GG; magazin, pibliye pa MIT pwofesè Bilge Yildiz ak Chen Gang, dènyèman te gradye Dr Lu Qiyang ak Dr Samuel Huberman, ak MIT ak Nan papye yo nan sis lòt pwofesè nan Brookhaven Nasyonal laboratwa.

Konductivite tèmik dekri transfè chalè nan yon materyèl. Pou egzanp, sa a se poukisa ou ka fasilman ranmase yon chodyè fri cho ak yon manch an bwa, paske konduktiviti tèmik nan bwa se trè ba, men ou ka boule, ranmase yon chodyè fri ak yon manch metal menm jan an, ki te gen yon trè wo tèmik konduktiviti.

Chèchè yo te itilize yon materyèl ki rele stronciyon Cobalt oksid (SCO), ki ka fèt nan fim mens. Pa ajoute oksijèn nan SCO a nan fòm lan nan kristal yo rele limonite, se konduktiviti nan tèmik ogmante. Idwojèn diminye konduktiviti.

Pwosesis la nan ajoute oswa retire oksijèn ak idwojèn ka kontwole tou senpleman pa chanje vòltaj la aplike nan materyèl la. Nan sans, pwosesis sa a se kondwi electrochemically. An jeneral, nan tanperati chanm, chèchè yo te jwenn ke pwosesis sa a bay yon chanjman dis-pliye nan konduktiviti tèmik materyèl' Chèchè yo te di ke grandè chanjman elektrik kontwole sa a pa janm te wè nan okenn materyèl anvan.

Nan pi fò materyèl li te ye, konduktiviti tèmik la se konstan-bwa pa kondwi chalè byen, metal pa fè sa. Se poutèt sa, lè chèchè dekouvri ke ajoute atòm sèten molekilè estrikti nan yon materyèl ka aktyèlman ogmante konduktiviti tèmik li yo, sa a te yon rezilta inatandi. Si yon bagay diferan, ajoute atòm siplemantè-oswa plis espesyalman, iyon, atòm nidite lwen kèk elektwon, oswa gen elektwon siplemantè, bay yo yon chaj nèt-pral fè konduktiviti a vin pi mal (li sanble ke sa a se ka a lè idwojèn se te ajoute olye de oksijèn).

GG quot; Lè mwen te wè rezilta a, mwen te sezi," Chen te di. Men, apre plis etidye sistèm nan, li te di," Koulye a, nou gen yon pi bon konprann poukisa fenomèn sa a inatandi rive."

Li te jwenn ke mete iyon oksijèn nan estrikti nan skonerit limonit SCO ka konvèti li nan yon estrikti perovskite, ki se pi plis pase lòd pase estrikti orijinal la. Soti nan estrikti ki ba simetrik estrikti segondè simetrik. Li te tou redui kantite sa yo rele sit oksijèn pozisyon oksijèn. Ansanm, sa yo mennen nan pi wo konduktiviti tèmik li yo," Yildiz te di.

Chalè fasilman fèt nan estrikti sa a trè òdone, epi li se souvan gaye ak gaye nan estrikti atomik trè iregilye. Nan contrast, entwodiksyon nan iyon idwojèn mennen nan yon estrikti plis dezòdone.

GG quot; Nou ka entwodui plis lòd, ogmante konduktiviti tèmik, oswa prezante plis maladi, sa ki lakòz pi ba konduktiviti tèmik. Anplis de eksperyans yo, nou ka rezoud pwoblèm sa a tou nan modèl enfòmatik," Yildiz eksplike wout la.

Li te ajoute ke malgre nan tanperati chanm nan, konduktiviti tèmik la ka chanje sou 10 fwa, men nan tanperati ki pi ba yo, chanjman sa a se menm pi gran.

Nouvo metòd la fè li posib kontinyèlman chanje degre sa a nan lòd pa chanje vòltaj la aplike nan materyèl nan fim nan toude direksyon yo. Materyèl la swa plonje nan yon likid iyonik (esansyèlman yon sèl likid) oswa an kontak ak yon elektwolit solid, ki bay iyon oksijèn negatif oswa iyon idwojèn pozitif (pwoton) nan materyèl la lè vòltaj la chanje. Nan ka elektwolit likid, sous oksijèn ak idwojèn se idroliz dlo nan lè ki antoure a.

GG quot; Ki sa nou montre isit la se yon demonstrasyon konsè reyèl," Yildiz eksplike. Li te di ke yo bezwen sèvi ak yon medyòm elektwolit likid pou tout seri Idwojènasyon ak oksidasyon, ki fè sistèm&sa a pa fasil pou aplike pou tout ekipman solid-leta&;, ki pral objektif final la. Plis rechèch nesesè pou fè yon vèsyon pi pratik." Nou konnen gen eleman elektwolit solid" ki ka teyorikman ranplase likid, li te di. Ekip la ap kontinye eksplore posiblite sa yo epi demontre aparèy k ap travay nan elektwolit solid yo.

Chen te di:" Gen anpil aplikasyon ki bezwen kontwole koule chalè a." Pou egzanp, pou estoke enèji nan fòm lan nan chalè, tankou estoke enèji ki sòti nan yon aparèy solè tèmik, gen yon veso ki trè izole kenbe chalè a jiskaske li nesesè, men li lè yo pran li. Lè rejenerasyon chalè, li kapab konvèti nan konduktiviti segondè. Li te di:" Sentespri Grail a kapab itilize nan magazen enèji."" Sa a se yon rèv, men nou pa te reyalize li ankò."

Men dekouvèt sa a trè nouvo epi li ka gen anpil lòt itilizasyon potansyèl. Yildiz te di ke metòd&sa a: kapab louvri nouvo aplikasyon ke nou pa te panse de anvan." Malgre ke travay sa a te okòmansman limite a SCO materyèl, li te di:" Konsèp sa a aplike a lòt materyèl paske nou konnen ke nou ka Electrochemically oksidasyon oswa idrogenate yon seri de materyèl." ;. Anplis de sa, byenke konsantre nan rechèch sa a se chanje pwopriyete yo tèmik, pwosesis la menm aktyèlman gen lòt efè, Chen te di:" Li pa sèlman chanje konduktiviti nan tèmik, men tou, chanje pwopriyete yo optik."

Juergen Fleig, yon pwofesè nan teknoloji chimik ak analiz nan Inivèsite Vyèn (Otrich), te di:" Sa a se yon metòd ki sèvi ak iyon ensèsyon ak ekstraksyon nan solid yo ajiste oswa chanje konduktivite tèmik. Vrèman inovatif ak roman metòd." ;." Efè a mezire (ki te koze pa tranzisyon faz de) se pa sèlman gwo, men bidirèksyonèl, ki se eksitan. Mwen te tou enpresyone ke pwosesis sa a travay trè byen nan tanperati chanm paske nan sa a oksidasyon Materyèl anjeneral travay nan tanperati ki pi wo."

Hu Yongjie, pwofesè asosye nan jeni mekanik ak avyon nan Inivèsite Kalifòni, Los Angeles, pa t patisipe nan travay la. Li te di:" kontwòl aktif nan transfè chalè se fondamantalman yon defi. Sa a se yon etid trè enteresan Èske yon etap enpòtan nan direksyon pou reyalize objektif sa a. Sa a se premye rapò a etidye estrikti a ak karakteristik tèmik nan faz la twa-eta an detay, ki ka louvri moute avni nouvo pou jesyon tèmik ak aplikasyon pou enèji."

Ekip rechèch la gen ladan tou Zhang Hantao, Song Qichen, Wang Jieyue ak Gulin Vardar nan Enstiti Teknoloji nan Massachusetts, osi byen ke Adrian Hunt ak Irad Kanali Valluyo nan laboratwa nasyonal Brookbrook nan Upton, New York. Travay sa a te sipòte pa Fondasyon Nasyonal Syans ak Depatman Enèji Etazini.