MunPinky8141
New member
Các bác khoa học bên Trung Quốc vừa "flex" một thành tích gây sốc: rút ngắn thời gian làm tụ điện từ mấy phút thậm chí mấy tiếng đồng hồ xuống còn... 1 giây thôi! Nghe mà tưởng phim viễn tưởng luôn á
Theo nghiên cứu mới đăng trên tạp chí Science Advances ngày 14/11, team Viện Nghiên cứu Kim loại thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã phát triển một kỹ thuật "ủ chớp nhoáng" (tên nghe đã thấy nhanh rồi). Công nghệ này có thể nung và làm nguội vật liệu với tốc độ lên đến 1.000 độ C mỗi giây - nghe xong mà choáng!
Bí quyết là gì? Chỉ cần một cuộn dây đồng cảm ứng điện từ để "bật lửa" nung nóng tức thời, sau đó nhúng luôn vào nitơ lỏng để làm lạnh. Boom! Màng tinh thể hoàn chỉnh trên tấm wafer silicon được tạo ra trong thời gian ngắn hơn cả một nhịp tim đập
Tụ điện điện môi là gì mà "xịn" thế?
Giải thích cho dễ hiểu nha: tụ điện điện môi hoạt động bằng cách phân cực lớp vật liệu cách điện nằm giữa hai cực kim loại, giúp chúng trữ năng lượng và phóng ra dòng điện mạnh trong thời gian cực ngắn. Chính vì thế mà chúng là "main character" không thể thiếu trong các hệ thống cần công suất khủng như radar quân sự, xe điện hybrid, thiết bị laser công suất cao hay các vũ khí năng lượng định hướng
Vấn đề "trăm năm" giờ mới được giải
Trong mấy thập kỷ qua, việc sản xuất màng tinh thể điện môi vẫn mất công vô cùng: từ vài phút nếu dùng lò nung nhanh đến cả mấy giờ với phương pháp truyền thống. Không chỉ chậm như rùa, các kỹ thuật này còn khó duy trì độ ổn định nhiệt, dễ làm vật liệu "toang" khi phải làm việc ở môi trường khắc nghiệt.
Công nghệ "thần thánh" của TQ xịn như nào?
Kỹ thuật siêu tốc của nhóm Trung Quốc đã "xử gọn" gần như toàn bộ các vấn đề này luôn. Bằng cách "khóa đóng băng" mạng tinh thể ở trạng thái năng lượng cao thông qua việc làm nguội tức thì, màng điện môi thu được đạt mật độ năng lượng 63,5 joule/cm3 - cao hơn rõ rệt so với các phương pháp khác.
Đặc biệt "OP" hơn nữa là hiệu suất của chúng chỉ suy giảm dưới 3% dù làm việc ở nhiệt độ 250°C! Đây là mức độ ổn định nhiệt mà hiếm có vật liệu điện môi nào hiện nay đạt được
Ứng dụng "xịn sò" ra sao?
Theo nhóm nghiên cứu, đây là tin vui lớn cho những thiết bị phải "chịu đựng" môi trường khắc nghiệt:
• Xe hybrid thường xuyên "đối mặt" với nhiệt độ trên 140°C
• Thiết bị thăm dò dầu khí hoạt động ở mức dưới 200°C
• Lĩnh vực hàng không - vũ trụ nơi nhiệt độ "nhảy múa" liên tục
Mặc dù tụ điện điện môi có ưu điểm vượt trội về khả năng phóng điện nhanh và mật độ công suất cao, chúng vẫn thua pin lithium-ion về mật độ năng lượng. Chính vì thế giới khoa học không ngừng tối ưu hóa cấu trúc tinh thể và độ ổn định nhiệt để thu hẹp khoảng cách. Với phương pháp ủ chớp nhoáng này, các bác khoa học Trung Quốc đã tiến gần hơn đến mục tiêu rồi đó
Tương lai "sáng lòa"
Điểm quan trọng nữa là khả năng mở rộng quy mô công nghiệp. Nhóm tác giả khẳng định kỹ thuật mới có thể áp dụng trực tiếp lên quy mô wafer, cho phép tích hợp lưu trữ năng lượng điện môi ngay trên chip - một bước "breakthrough" hướng tới các hệ thống điện tử nhẹ hơn, nhanh hơn và mạnh hơn.
Nguồn: soha.vn
Theo nghiên cứu mới đăng trên tạp chí Science Advances ngày 14/11, team Viện Nghiên cứu Kim loại thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã phát triển một kỹ thuật "ủ chớp nhoáng" (tên nghe đã thấy nhanh rồi). Công nghệ này có thể nung và làm nguội vật liệu với tốc độ lên đến 1.000 độ C mỗi giây - nghe xong mà choáng!
Bí quyết là gì? Chỉ cần một cuộn dây đồng cảm ứng điện từ để "bật lửa" nung nóng tức thời, sau đó nhúng luôn vào nitơ lỏng để làm lạnh. Boom! Màng tinh thể hoàn chỉnh trên tấm wafer silicon được tạo ra trong thời gian ngắn hơn cả một nhịp tim đập
Tụ điện điện môi là gì mà "xịn" thế?
Giải thích cho dễ hiểu nha: tụ điện điện môi hoạt động bằng cách phân cực lớp vật liệu cách điện nằm giữa hai cực kim loại, giúp chúng trữ năng lượng và phóng ra dòng điện mạnh trong thời gian cực ngắn. Chính vì thế mà chúng là "main character" không thể thiếu trong các hệ thống cần công suất khủng như radar quân sự, xe điện hybrid, thiết bị laser công suất cao hay các vũ khí năng lượng định hướng
Vấn đề "trăm năm" giờ mới được giải
Trong mấy thập kỷ qua, việc sản xuất màng tinh thể điện môi vẫn mất công vô cùng: từ vài phút nếu dùng lò nung nhanh đến cả mấy giờ với phương pháp truyền thống. Không chỉ chậm như rùa, các kỹ thuật này còn khó duy trì độ ổn định nhiệt, dễ làm vật liệu "toang" khi phải làm việc ở môi trường khắc nghiệt.
Công nghệ "thần thánh" của TQ xịn như nào?
Kỹ thuật siêu tốc của nhóm Trung Quốc đã "xử gọn" gần như toàn bộ các vấn đề này luôn. Bằng cách "khóa đóng băng" mạng tinh thể ở trạng thái năng lượng cao thông qua việc làm nguội tức thì, màng điện môi thu được đạt mật độ năng lượng 63,5 joule/cm3 - cao hơn rõ rệt so với các phương pháp khác.
Đặc biệt "OP" hơn nữa là hiệu suất của chúng chỉ suy giảm dưới 3% dù làm việc ở nhiệt độ 250°C! Đây là mức độ ổn định nhiệt mà hiếm có vật liệu điện môi nào hiện nay đạt được
Ứng dụng "xịn sò" ra sao?
Theo nhóm nghiên cứu, đây là tin vui lớn cho những thiết bị phải "chịu đựng" môi trường khắc nghiệt:
• Xe hybrid thường xuyên "đối mặt" với nhiệt độ trên 140°C
• Thiết bị thăm dò dầu khí hoạt động ở mức dưới 200°C
• Lĩnh vực hàng không - vũ trụ nơi nhiệt độ "nhảy múa" liên tục
Mặc dù tụ điện điện môi có ưu điểm vượt trội về khả năng phóng điện nhanh và mật độ công suất cao, chúng vẫn thua pin lithium-ion về mật độ năng lượng. Chính vì thế giới khoa học không ngừng tối ưu hóa cấu trúc tinh thể và độ ổn định nhiệt để thu hẹp khoảng cách. Với phương pháp ủ chớp nhoáng này, các bác khoa học Trung Quốc đã tiến gần hơn đến mục tiêu rồi đó
Tương lai "sáng lòa"
Điểm quan trọng nữa là khả năng mở rộng quy mô công nghiệp. Nhóm tác giả khẳng định kỹ thuật mới có thể áp dụng trực tiếp lên quy mô wafer, cho phép tích hợp lưu trữ năng lượng điện môi ngay trên chip - một bước "breakthrough" hướng tới các hệ thống điện tử nhẹ hơn, nhanh hơn và mạnh hơn.
Nguồn: soha.vn