Bateria de íon de lítio com ânodo de areia. Notícias gratuitas da biblioteca técnica

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Bateria de iões de lítio com ânodo de areia

13.07.2014

As baterias modernas de íons de lítio têm um ânodo de grafite, cujo desempenho não é satisfatório para muitos. Os smartphones com essas baterias geralmente precisam ser carregados todos os dias.

Cientistas da Faculdade de Engenharia Riverside Burns da Universidade da Califórnia criaram uma bateria de íons de lítio com um ânodo de areia. A areia com o teor máximo de quartzo foi usada no experimento. Os cientistas moeram a areia até uma consistência pulverulenta, adicionaram magnésio e cristais de sal moído, após o que a mistura foi aquecida. À medida que o sal absorveu o calor e o magnésio removeu o oxigênio do quartzo, formou-se silício puro.

Ao mesmo tempo, as nanopartículas resultantes se assemelhavam a uma esponja em estrutura devido ao grande número de poros. A alta porosidade também permite melhorar a qualidade dos ânodos, pois os íons de lítio passam pelos poros com maior velocidade.

Um ânodo feito desse material foi testado em uma bateria de íons de lítio do tamanho de uma moeda. Os cientistas dizem que as baterias com um ânodo feito de areia permitirão que você carregue smartphones não mais do que uma vez a cada três dias.

Agora, os desenvolvedores procurarão uma maneira de produzir nanosilício em escala industrial, além de desenvolver o design de baterias maiores.

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O valor do torque Casimir é medido 07.01.2019

Pesquisadores da Universidade de Maryland pela primeira vez na história da ciência conseguiram medir o valor do efeito físico, cuja existência foi prevista há 40 anos e que é chamada de torque de Casimir. Quando duas partículas minúsculas, não maiores que um mícron de tamanho, são colocadas muito próximas uma da outra em um vácuo profundo, elas são atraídas uma pela outra, o efeito dessa atração é conhecido como efeito Casimir. O torque de Casimir está relacionado a esse fenômeno e é causado pelos mesmos efeitos eletromagnéticos quânticos. Sob a influência do torque de Casimir, uma minúscula partícula localizada perto da superfície de um material metálico no vácuo começa a girar. Mas a força gerada pelo torque Casimir é tão pequena que até recentemente era muito difícil medir seu valor absoluto.

Para realizar as medições, os cientistas tiveram que criar uma configuração complexa, cujos elementos sensíveis são cristais líquidos, cristais semelhantes aos usados em telas de cristal líquido. Os cristais líquidos estavam localizados a apenas 10 nanômetros de distância da superfície de um cristal sólido maior. O gravador de movimento de cristal líquido era um microscópio polarizador especial, que pode ser usado para medir com precisão a posição do eixo óptico de cristais líquidos.

Os cristais líquidos são sensores ideais, pois são extremamente sensíveis aos efeitos de quaisquer forças externas, e o fato de polarizarem a luz que os atravessa permite determinar com precisão sua posição a qualquer momento. Um microscópio polarizador vê cada pixel de cristais líquidos como um ponto claro ou escuro, dependendo da posição do eixo dos próprios cristais. E qualquer mudança nessa posição leva a uma mudança no brilho do pixel, que é instantaneamente registrado pelo microscópio.

Os cientistas usaram vários tipos diferentes de partículas e cristais para medir as forças precisas geradas pelo torque de Casimir. Descobriu-se que essas forças são altamente dependentes do tipo de material do qual as partículas são feitas, e cada material tem sua própria "assinatura" em termos dessas forças.

Conhecer os valores exatos das forças associadas ao efeito Casimir é importante não apenas do ponto de vista científico. O efeito Casimir e as forças de torque podem ser usados para alimentar peças e montagens nanométricas de pequenas máquinas, que, por sua vez, podem ser montagens de máquinas e mecanismos de maior escala. "Nas máquinas tradicionais, o torque é gerado e transmitido por motores, virabrequins, cardan, etc." - os pesquisadores escrevem, - "O torque Casimir pode fazer todas as mesmas coisas no nível de nanoescala."

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