#электроды

Ученые из Сколтеха, Института нанотехнологий микроэлектроники РАН и других научных центров получили более глубокое представление о том, как обработка углеродных электродов плазмой влияет на ключевые характеристики суперконденсаторов. Так называются вспомогательные энергонакопители, используемые в тандеме с обычными аккумуляторами электромобилей, поездов, портовых кранов. По мере исследования эффекта от разного рода модификаций электродов появляются новые возможности для улучшения характеристик суперконденсаторов. Чем больше энергии смогут запасать эти устройства, тем шире будет круг их применений.

Ученые Университета МИСИС запатентовали композиционный биосовместимый микроэлектрод, который можно использовать для электростимуляции нервной ткани. Он применим при поиске очагов эпилепсии в головном мозге, стимуляции периферических нервов для подавления фантомных болей. Также будет полезен в изучении регенерации тканей спинного мозга.

Орбитальные спутники помогают исследовать другие планеты, проводить научные эксперименты, отслеживать изменения климата и природные катаклизмы, а также обеспечивать Землю связью. Для управления их ориентацией и положением в космическом пространстве применяют ионный двигатель. Он создает реактивную тягу, позволяющую аппарату подниматься в небо, а ключевую роль в этом процессе играют электроды — тонкие круглые перфорированные пластины. При выводе объекта на околоземную орбиту они могут соударяться из-за воздействующей вибрации, что в дальнейшем ведет к их разрушению и влияет на работу двигателя. Ученые Пермского Политеха разработали математическую модель и с ее помощью проанализировали, как повреждаемость материала влияет на прочность и величину амплитуды колебаний электродов. Это поможет доработать отечественную конструкцию двигателя на этапе проектирования и не допустить разрушений.

Модель учитывает широкий спектр взаимодействий ионов с электродами и позволяет предсказывать способность устройства накапливать электрический заряд. Теоретические предсказания модели совпали с результатами экспериментов. Данные о поведении двойного электрического слоя могут помочь в разработке более эффективных суперконденсаторов для портативной электроники и электромобилей.

Доцент департамента прикладной математики МИЭМ НИУ ВШЭ Роман Гайдуков смоделировал движение жидкости вокруг вращающегося диска с малыми неровностями. Разработка делает возможным предсказание поведения потока жидкости без мощных суперкомпьютеров.

Ученые из Сколтеха, Федерального центра нейрохирургии Минздрава России, Сеченовского университета и МГУ имени М. В. Ломоносова исследовали мозговую активность при письме и говорении у двух пациентов с имплантированными внутричерепными электродами. Исследование ученых расширяет базу знаний, необходимую для создания «читающих мысли» нейроинтерфейсов, которые смогут распознавать мысли и намерения пользователя, не зная наперед, хочет ли он пошевелить протезом, набрать текст или выполнить иную задачу.

Ученые из Сколтеха предложили быстрый и безотходный метод химической обработки пленок из углеродных нанотрубок, который легко интегрируется в технологию их изготовления и улучшает их свойства, актуальные для производства сенсорных экранов, солнечных батарей и других устройств. Эксперименты научной группы показывают, что воздействие газа диоксида азота — «лисьего хвоста» — даже в небольшом количестве при высокой температуре модифицирует нанотрубки таким образом, что повышается и их прозрачность, и электропроводность, причем этот эффект сохраняется на долгое время.

Значительное увеличение скорости передачи данных по волоконно-оптическим линиям связи (ВОЛС), достигнутое за счет применения новых технологий мультиплексирования (в частности, поляризационного), выявило проблему колоссального роста ошибок при передаче данных по оптическому волокну при воздействии атмосферных разрядов. Проблема перерывов связи, обусловленная атмосферными разрядами, становится еще более актуальной в связи с развитием квантовых сетей, где применяется технология квантового распределения ключа (КРК).

В машиностроении для обработки ответственных изделий, например, газотурбинных двигателей, применяется метод электроэрозионной обработки. Под воздействием тока происходит изменение формы, размеров, шероховатости и свойств изделия. Эффективность такой технологии во многом зависит от качества электрода-инструмента. Один из способов его производства – метод послойного лазерного сплавления, когда деталь выращивают из металлического порошка под воздействием лазера. Однако этот метод недостаточно изучен, из-за чего страдает качество получаемого инструмента. Ученые Передовой инженерной школы Пермского Политеха доработали технологию изготовления электродов послойной наплавкой. Разработанные условия обеспечивают необходимую точность и прочность инструмента.

Ученые из МФТИ и ИРЭ имени В. А. Котельникова РАН определили условия получения сверхпроводящих пленок из нитрида ниобия титана с оптимальными свойствами: малой глубиной проникновения магнитного поля, высокой температурой перехода в сверхпроводящее состояние и высокой удельной проводимостью. Полученный результат поможет синтезировать высококачественные пленки для элементов устройств сверхпроводниковой электроники.

Ученые из Сколтеха, Дальневосточного федерального университета и компании «Моторика» обнародовали результаты новых экспериментов по очувствлению протезов и подавлению фантомных болей у пациентов с ампутированными руками. Двое испытуемых, получавших электростимуляцию в области плеча, смогли распознать протезом «на ощупь» размер ряда предметов и отчитались о снижении или отсутствии фантомных болей. В современных коммерческих протезах сенсорной обратной связи нет, а подавление боли сейчас в лучшем случае реализуется путем стимуляции спинного мозга, что имеет ряд недостатков.

Биологи и химики из Швеции продемонстрировали гель, содержащий белки для формирования гибких, проводящих электричество структур. Процесс сборки запускается после инъекции такого коктейля в организм, и электроды «вырастают» уже внутри живой ткани.

Команда российских исследователей с участием представителей МИЭМ ВШЭ создала эффективные водные электролиты на основе насыщенных растворов солей. Электролиты демонстрируют высокие показатели электропроводности и электрохимической стабильности при меньшем расходе нетоксичных солей, что делает системы на их основе значительно дешевле классических неводных аккумуляторов.

Уникальную технологию нанесения защитных покрытий для ответственных узлов и деталей современной техники разработали ученые НИТУ МИСИС. По словам исследователей, оригинальная архитектура полученных покрытий дает прирост стойкости к коррозии и высокотемпературному окислению в 1,5 раза по сравнению с существующими техническими решениями.

В Пермском Политехе предложили новую технологию создания нержавеющей стали. Она повысит прочность металла и сохранит его важные механические характеристики. Результаты исследования уже внедряются на предприятиях аэрокосмической отрасли.

Ученые МИЭМ ВШЭ и Института неклассической химии в Лейпциге предложили новую теоретическую модель суперконденсаторов. Она впервые учитывает свойства катиона, которые существенно влияют на электрическую емкость суперконденсатора. Это первая подобная работа в области электрохимии. По мнению авторов, модель должна позволить инженерам в будущем создавать более мощные источники энергии.

Ученые Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) разработали комплекс, который дает возможность исследовать электрофизиологическую активность различных участков мозга и анализировать влияние лекарственных средств, позволяющих замедлять развитие нейродегенеративных заболеваний (например, болезни Альцгеймера), у лабораторных мышей в режиме реального времени.

Международная научная группа с участием ученых Сколковского института науки и технологий предоставила экспериментальное опровержение общепринятому объяснению низкой энергоэффективности литий-ионных батарей. Исследователи объяснили это явление медленным переносом электронов между атомами кислорода и переходных металлов в кристаллической структуре катода, а не миграцией атомов внутри структуры в процессе заряда/разряда, как считалось ранее.

Масс-спектрометры широко используются в науке для анализа сверхсложных химических и биологических смесей. Ученые из Сколтеха разработали модификацию масс-спектрометра, измеряющего массы по частотам вращения ионизированных молекул в сильных магнитных полях, позволяющую повысить точность измерений масс молекул. Они научились делать электромагнитную измерительную «ионную ловушку», которая позволяет добиться максимальной точности в условиях ультравысоких магнитных полей.

Полужидкие силиконовые электроды можно инъецировать в тело шприцем, и они застынут на месте, подводя сигналы к нужным нервным клеткам.