热二极管;二硫化钼微处理器;稳定的锂金属电池。
热二极管
布拉斯加-林肯大学的工程师们开发了一种nano-thermal-mechanical设备,或热二极管使用热作为替代能源,将允许在超高温度计算。
“如果你仔细想想,无论你做什么,电你还应该能够与热量,因为他们在许多方面是相似的,”说Sidy Ndao,机械和材料工程助理教授多人。“原则上,他们都是能源载体。如果你能控制热量,你可以用它来做计算和避免经济过热的问题。”
到目前为止,设备工作温度接近630华氏度,但最终团队预计设备可以工作在热极端1300华氏度,这可能会在许多行业产生重大的影响。
Sidy Ndao艾哈迈迪Elzouka,布拉斯大学工程,开发这种热二极管可能允许电脑使用热作为替代能源。(来源:卡尔·沃格尔/大学的工程)
“我们基本上是创建一个热计算机Ndao说。“这可用于太空探索,探索地球的核心,对石油钻井,为许多应用程序。它可以让我们做实时计算和处理数据的地方我们之前没能这么做。”
利用长期以来一直被忽视的一种能源,热二极管还可以帮助限制的能量被浪费了。
“据说现在近60%的能源生产消费在美国是热量浪费,“Ndao说。“如果你能利用这热量和能源在这些设备上使用它,你可以明显减少浪费和能源的成本。”
尽管研究人员申请专利,仍有工作要做来提高二极管及其性能。
下一步是使设备更有效率,使一个物理计算机,可以在最高工作温度,Ndao说。
“如果我们能实现效率高,表明我们可以做计算和运行一个逻辑系统实验,然后我们可以有一个概念验证,”艾哈迈迪Elzouka说,在机械和材料工程研究生。“(这)是当我们可以考虑未来。”
二硫化钼微处理器
维也纳大学的研究人员技术和基于石墨烯旗舰创建全功能的微处理器逻辑器件three-atom厚的二维材料二硫化钼(监理)。
115年微处理器由集成晶体管制成层二硫化钼、和能够出的逻辑操作。面积约0.6平方毫米,设计可伸缩multi-bit操作。
超薄二硫化钼晶体管本身是灵活和紧凑,所以这个结果可以直接翻译成微处理器完全灵活的电子设备。二硫化钼晶体管积极响应,使得低功率的计算机可以集成到日常用品不增加体积。“原则上,这是一个优势为晶体管有薄材料。薄的材料,更好的晶体管的静电控制通道,和功耗越小,”托马斯·穆勒说,他领导了在维也纳你工作。
二硫化钼微处理器芯片上的晶体管。(来源:赫尔曼Detz涂维也纳)
“一般来说,一个灵活的新颖应用材料有新的机会。可以把这些处理器电路与光发射器,也可以用二硫化钼灵活的显示和电子纸,或将它们集成逻辑电路在智能传感器,”穆勒说。
设备测试使用简单的程序,提供正确的结果的信号质量和低功耗。
现代处理器相比,115 -晶体管设备是非常简单的。“我们的目标是实现显著更大的电路可以做更多有用的操作。我们想要一个完整的8位设计——甚至更多比特与更小的特征尺寸在一个芯片上,”穆勒说。
这一目标的设计和制造带来了挑战:“添加额外的比特当然让一切更加复杂。例如,添加一个将大约双电路的复杂性,“屠呦呦研究员维也纳斯特凡•瓦赫特表示。
德米特里•Polyushkin涂维也纳概述了团队的下一个步骤:“我们的方法是提高处理,我们可以可靠地使芯片和一些数以万计的晶体管。例如,越来越多的直接到芯片会避免转移过程,这将给更高的收益率,这样我们可以去更复杂的电路”。
稳定的锂金属电池
河滨加州大学研究人员用一个新的方法来稳定的金属阳极锂金属电池。
虽然锂金属电池能够增加了5到10倍容量锂离子,他们遭受树突,微观纤维生长期间收费周期,降低性能和短路的风险。
研究团队发现在电池上涂一种有机化合物称为甲基紫罗碱他们能够稳定的电池性能,消除树突增长和增加电池的寿命三倍以上相比,目前的标准电解液使用锂金属阳极。此外,甲基紫罗碱成本很低,可以很容易地扩大规模。
研究人员使用的甲基紫罗碱分子可以溶解在电解质的带电状态。一旦分子与金属锂,他们立即减少,形成一个稳定的涂层的金属电极。
插图设计原则的使用甲基紫罗碱形成一个稳定的涂层允许金属锂的稳定循环。(来源:加州大学河滨分校)
金属锂阳极的稳定运行可以使下一代高容量电池的发展,包括锂金属电池和锂空气电池。
“这有可能改变未来,”王曹国伟说,一位兼任助理教授在加州大学河滨分校的化学。“这是低成本,易被操纵和兼容当前锂离子电池产业。”
然而,研究人员警告说,虽然涂层提高电池性能,它不是一种防止电池着火。
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