Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Найден способ устранить хрупкость перспективного материала для энергетики
Группа ученых из Сколтеха, Университета имени Давида Бен-Гуриона в Негеве, Института биохимической физики имени Н. М. Эмануэля РАН и других научных организаций изучили влияние различных видов дефектов на механическое поведение термоматериала на основе теллурида свинца (PbTe). Вещество широко применяется в качестве термоэлектрика, обладает высокой эффективностью преобразования тепла в электричество, но одной из ключевых проблем остается его повышенная хрупкость, что существенно ограничивает практическое применение.
Результаты опубликованы в Journal of Materials Chemistry A. В теллуриде свинца встречается три основных типа дефектов: замещения атомов, переход одного элемента на позицию другого и образование пустот (вакансий) при отсутствии в структуре отдельных атомов теллура или свинца. В первом случае атомы свинца или теллура случайным образом замещаются на другие элементы (например, натрий или висмут). Цель таких замен — изменить электрические свойства материала, чтобы повысить эффективность работы устройства. Однако такая замена влияет еще и на механическую прочность материала.
Когда новый атом отличается от старого количеством электронов, то возникает избыток или недостаток электронов, что влияет на способность материала пропускать электрический ток. Таким образом, возникают два возможных варианта проводимости: n-типа, когда преобладают свободные электроны, и p-типа, когда доминируют положительно заряженные носители заряда — дырки.
«Теллурид свинца — очень перспективный материал, но проблема заключается в том, что для электроники лучшим является p-тип, а его механические свойства хуже. Наша задача — найти способ улучшить эти свойства p-допированного теллурида свинца. В статье мы показали, как на это можно воздействовать внутренними дефектами материала. Такой подход открывает перспективы для разработки эффективных термоэлектриков нового поколения, сочетающих высокую эффективность преобразования энергии с улучшенными эксплуатационными характеристиками», — прокомментировал первый автор работы Илья Чепкасов, старший научный сотрудник Проектного центра по энергопереходу Сколтеха.
Авторы изучили механизмы изменения механических характеристик материала путем введения специфических дефектов, включая различные виды заместителей, вакансии и междоузельные включения. Авторы использовали комплекс современных методов теоретического моделирования, включающих расчеты с использованием теории функционала плотности, методику анализа химического связывания методом Crystal Orbital Hamilton Populations (COHP), а также компьютерные симуляции деформации с применением моделей взаимодействия между атомами на основе глубокого обучения.
«Наши расчеты показывают значительное увеличение хрупкости материала, легированного натрием (p-тип), при наличии вакансий теллура, которые являются внутренними дефектами в теллуриде свинца. Аналогичная ситуация наблюдается при совместном присутствии междоузельных включений серебра и меди (n-тип) совместно с вакансиями свинца», — поделился результатами профессор Проектного центра по энергопереходу Сколтеха Александр Квашнин, соавтор работы.
Ключевым фактором, влияющим на хрупкость и пластичность легированного теллурида свинца с разными типами дефектов, является избыток или недостаток электронной плотности на химических связях внутри PbTe. Симуляции с использованием нейросетевых моделей глубокого обучения выявили оптимальные механизмы настройки, направленные на улучшение механических свойств легированного материала. Так, материал, легированный натрием, можно сделать более пластичным с помощью добавления вакансий свинца и замещения части свинца на теллур.
Результаты вносят важный вклад в разработку высокопроизводительных термоэлектрических генераторов на основе теллурида свинца и направлены на разрешение его основного ограничения — повышенной механической хрупкости.
Telegram 
Дзен 
VK Бытует мнение, что в большинстве случаев великими учеными, спортсменами и музыкантами становятся те, кто с самого детства проявлял соответствующие способности. Поэтому родители с трепетом всматриваются в ранние увлечения своих чад, чтобы как можно раньше выявить талант. Однако авторы нового исследования выяснили, что такое поведение — ошибка. Оказывается, большинство тех, кто сегодня определяет лицо мировой науки, спорта и искусства, в детстве ничем особенным не выделялись. Более того, интенсивная «дрессировка» с малых лет скорее мешает, чем помогает достичь вершин во взрослой жизни.
Компьютерное моделирование показало, что комета из китайских хроник 5 года до нашей эры могла визуально зависнуть над Иудеей благодаря синхронизации с вращением Земли. Это дает физическое объяснение библейскому описанию остановившейся звезды, хотя отсутствие упоминаний о таком ярком объекте в римских летописях ставит гипотезу под сомнение.
Добыча полезных ископаемых из карбонатных коллекторов, составляющих значительную часть мировых запасов, сейчас сталкивается с ключевой проблемой — низкой проницаемостью пород. Это значит, что нефть и газ находятся в изолированных порах и не могут естественным путем поступать к скважине, что делает традиционные методы добычи малоэффективными и очень дорогими. Стандартным решением для этого является кислотная обработка, когда в пласт закачивают реагент, который растворяет породу. Однако сейчас этот процесс остается непредсказуемым из-за отсутствия точных данных о трансформации породы при длительном воздействии кислотного раствора. Ученые из Пермского Политеха и ИПНГ РАН разработали уникальную методику кислотной обработки, которая позволяет более точно оценить изменение проницаемости породы. Разработка уникальна и не имеет аналогов в мире.
Биологи опровергли представление о примитивности органов чувств у древнейших бесчелюстных, обнаружив у миксин огромный арсенал рецепторов для поиска добычи. Исследователи доказали, что способность различать сложные запахи и аминокислоты появилась у общего предка позвоночных задолго до возникновения челюстей.
После открытия объекта 3I/ATLAS предполагалось, что ядро межзвездной кометы могло иметь гигантские размеры. Но в процессе дальнейших наблюдений выяснилось, что эти оценки были явно завышены. Недавние расчеты показали, что на самом деле 3I/ATLAS по размерам соответствует среднестатистическим или даже самым компактным кометам Солнечной системы.
В 16.18 по московскому времени 28 декабря 2025 года с единственного гражданского космодрома на территории России произошел 17-й по счету космический запуск этого года. Перед ним на космодроме побывал корреспондент нашего издания, и вскоре мы выпустим репортаж о том, чем живет самый холодный космодром в мире.
С 2010-х в «Роскосмосе» говорили: будущая РОС сможет пролетать над полюсом, что даст ей возможности для новых научных экспериментов. Но вскоре после того, как в ноябре 2025 года Россия временно лишилась возможности запускать людей в космос, эта позиция изменилась. В результате запускать космонавтов с космодромов нашей страны станет довольно сложно.
На скалистых берегах аргентинской Патагонии разворачивается настоящая драма. Магеллановы пингвины, долгое время чувствовавшие себя в безопасности на суше в своих многотысячных колониях, столкнулись с новым и беспощадным врагом. Их извечные морские страхи — касатки и морские леопарды — теперь блекнут перед угрозой, пришедшей из глубины материка. Виновник переполоха — грациозный и мощный хищник, недавно вернувшийся на эти земли после долгого изгнания.
Среди самых интригующих открытий космического телескопа «Джеймс Уэбб» — компактные объекты, получившие название «маленькие красные точки». Их видели только в самых дальних уголках Вселенной. Большинство возникло в первый миллиард лет после Большого взрыва, и ученые предполагали, что такие источники представляют собой небольшие компактные галактики. Однако международная команда астрономов пришла к иному выводу. Они предположили, что на самом деле «маленькие красные точки» — черные дыры, окруженные массивной газовой оболочкой.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно