Ученые нашли материал, который якобы нарушает законы физики
- Исследователи обнаружили материалы, нарушающие законы термодинамики, в частности сжимаются при нагревании и расширяются под давлением.
- Эти материалы могут значительно увеличить емкость аккумуляторов и открыть новые возможности в технологиях, включая создание материалов с нулевым тепловым расширением для строительства и авиации.
Исследователи из Университета Чикаго и Калифорнийского университета в Сан-Диего представили уникальный класс материалов, которые ведут себя вопреки законам термодинамики: сжимаются при нагревании, расширяются под давлением и возвращаются в свое исходное состояние при наличии электрического заряда.
Как работает этот странный материал?
Исследование сосредотачивалось на материалах с кислородно-восстановительными реакциями (OR), которые потенциально могут значительно увеличить емкость аккумуляторов, но обычно являются нестабильными. В обычном состоянии эти соединения подчиняются законам физики, но во временном "метастабильном" состоянии их свойства становятся противоположными, пишет 24 Канал со ссылкой на Чикагский университет.
Смотрите также Ученым удалось ускорить фотосинтез: как это повлияет на пищу и борьбу с изменениями климата
- Ученые зафиксировали, что при нагревании материал демонстрирует отрицательное тепловое расширение, то есть сжимается. Такое поведение противоречит общепринятой теории, известной как соотношение Грюнайзена, которая объясняет, почему большинство материалов расширяются от тепла.
- Еще удивительнее материал ведет себя под давлением. Во время сжатия со всех сторон он не уменьшался, а наоборот – расширялся.
- Ученые также обнаружили, что с помощью электрического заряда можно вернуть структуру материала в исходное состояние.
Все эти свойства открывают невероятные перспективы для технологии аккумуляторов, в частности для электромобилей. По словам исследователей, достаточно будет применить определенное напряжение, чтобы восстановить батарею почти до 100% ее первоначальной производительности. Это означает меньшее количество отходов и более длительное время службы.
Вы просто выполняете эту активацию напряжения... ваш автомобиль будет новым автомобилем. Ваш аккумулятор будет новым аккумулятором,
– говорит профессор Минхао Чжан, который стоит за этим открытие.
Кроме того, это открытие может привести к созданию материалов с нулевым тепловым расширением, которые будут полезны в строительстве и авиации, где стабильность объема компонентов является критически важной.
По мере продвижения вперед команда хочет понять, как кислородно-восстановительная химия может еще больше контролировать эти эффекты и расширить практическое применение. Одной из целей является перенос этих материалов из научных исследований в промышленность.