.png)
طوّر الباحثون في جامعة ولاية نورث كارولينا نموذجًا حاسوبيًا يساعد المستخدمين لفهم كيف تؤثر التغييرات في البنية النانوية للمواد على موصليتها، بهدف تنمية وتطوير أجهزة تخزين الطاقة الجديدة لمجموعة واسعة من الإلكترونيات.
ركز الباحثون خصوصًا على المادة المستخدمة لصنع المكثفات -وهي أجهزة تخزين الطاقة المستخدمة في كل شيء من الهواتف الذكية إلى الأقمار الصناعية-.
يقول دوج إيرفينغ، أستاذ مشارك في علوم وهندسة المواد في ولاية نورث كارولينا: "ربما تستخدم آلاف المكثفات في حياتك اليومية، سواء كنت تعرف ذلك أم لا". تؤثر المادة المصنوع منها المكثف على أدائه، لذا شرع إيرفينغ ومعاونوه في تطوير نموذج لفهم كيف تؤثر الخصائص الهيكلية في المادة على موصليتها. ويقول إيرفينغ: "أحد الأشياء التي نحن بها سعداء هو أن هذا النموذج ينظر إلى مقاييس مكانية متعددة في آن واحد - يلتقط كل ما يحدث من مقياس على مستوى الجهاز إلى مقياس على مستوى النانو“.
يقول إيرفينغ: "على سبيل المثال، ينظر نموذجنا إلى أشياء مثل العيوب والحدود الحبيبية grain boundreis". * العيوب هي أشياء مثل ذرات مفقودة في بنية المادة، أو حيث توجد ذرات "خاطئة" في البنية. * أما الحدود الحبيبية فهي المكان الذي تصطدم فيه الهياكل البلورية المختلفة ببعضها البعض.
حسنًا، ينظر نموذجنا في كيف تؤثر الأشياء مثل العيوب والحدود الحبيبية على وجود وحركة الإلكترونات من خلال مادة. نظرًا لأن الطرق المختلفة لمعالجة المواد يمكن أن تتحكم في وجود وتوزيع أشياء مثل العيوب والحدود الحبيبية، فإن النموذج يمنحنا رؤى يمكن استخدامها لهندسة المواد لتلبية متطلبات تطبيقات معينة....
وبعبارة أخرى، نحن متفائلون أن النموذج يمكن أن يساعدنا في الحفاظ على انخفاض تكلفة المكثفات المستقبلية، مع ضمان أنها ستعمل بشكل جيد وتدوم لفترة طويلة."
المراجع:
Comments