silicis

Darbai akumuliatorių srityje nesustoja nė vienai dienai. Jau ne kartą buvo kalbėta apie netradicinių formų, išsitempiančius akumuliatorius, pasitelkti netgi modifikuoti virusai, kurių dėka kuriami elektrodai su reikiama struktūra. Dabar mokslininkai sugalvojo, kaip suteikti savaiminio išsigydymo savybių. Šiam reikalui pasiūlyta naudoti silicį. Pastarasis gali išlaikyti didelį kiekį energijos įkrovimo metu.

Mokslininkai mano, kad ateityje elektros krūvį bus galima saugoti pačiose nešiojamųjų elektronikos įrenginių mikroschemose, tad telefonams, grotuvams ar planšetėms nebereikės baterijų. Dėl to jie taps lengvesni, plonesni ir pigesni. Vanderbilto universiteto (Tenesio valstija, JAV) mokslininkai pranešė iš silicio pagaminę itin didelės elektrinės talpos kondensatorius, kurie dar vadinami superkondensatoriais.

Lietuvos muitinė be objektyvių įrodymų ir neatlikusi išsamaus tyrimo apkaltino silicį į Lietuvą importavusias įmones neteisėtais veiksmais – esą importuotas ne Taivano, kaip teigiama kilmės dokumentuose, o Kinijos kilmės elementas, kuriam taikomi antidempingo mokesčiai.

Kornelio universiteto (Niujorkas, JAV) mokslininkai netyčia sukūrė ploniausią mokslo istorijoje stiklą, kurio storis siekia vos 2 atomus. Išradimą tyrėjai padarė atsitiktinai. Mėgindami pagaminti gryno grafeno, tyrėjai pastebėjo, kad pradėjo formuotis kažkokia, jų žodžiais tariant, „nesąmonė“. Išanalizavus ją paaiškėjo, kad tai yra plonytis silicio ir deguonies sluoksnelis – vos 2 atomų storio. Rekordą patvirtino Gineso rekordų knyga – nuo šiol tai yra ploniausias stiklas pasaulyje.

Oukridžo nacionalinės laboratorijos (Oak Ridge National Laboratory, JAV) mokslininkams pavyko tiesiogiai stebėti silicio atomų, išdėstytų vieno atomo storio anglies lakšte – medžiagoje, vadinamoje grafenu – judėjimą. Silicio atomų grupės – klasteriai, sudaryti iš šešių atomų, buvo įdėti į tarpus tarp anglies gardelės atomų, ir tiesiogiai stebimi elektroniniu mikroskopu. Silicio atomų judėjimą lėmė energija, perduodama mikroskopo skleidžiamu elektronų pluoštu.

Pirmą kartą mokslininkams pavyko sukurti optinį silicio pluoštą, pasižymintį saulės elementų savybėmis, kurio dydį jau galima matuoti metrais. Šis išradimas atveria galimybes silicio saulės elementus gaminti kaip lankstų, norimą formą galintį įgyti audeklą. Tarptautinė chemikų, fizikų ir inžinierių komanda, kuriai vadovavo Johnas Baddingas iš Penn State universiteto, sukūrė optinį pluoštą, pasižymintį integrinio puslaidininkinio grandyno savybėmis.

Silicio pagrindu pagamintoms mikroschemoms yra daugiau nei 50 metų, ir, kai kurių mokslininkų teigimu, greitu metu turėtų užleisti vietą daug perspektyvesnėms medžiagoms. Šiuo atveju labai daug tikimasi iš grafeno, o mikroschemų kūrėjai jau intensyviai tyrinėja šios medžiagos privalumus.

„Kvantinio skaičiavimo ypatybės leistų gerokai paspartinti kai kuriuos algoritmus, – teigia Malkolmas Karolas (Malcolm Carrol) iš Sandijos nacionalinių laboratorijų Naujojoje Meksikoje (JAV). – Tačiau tam visų pirma reikia lengvai valdomos dviejų lygmenų sistemos“. Jis taip pat pažymi, kad padėtį apsunkina kvantinius skaičiavimus smarkiai veikiantys triukšmai.

3M ir IBM paskelbė, kad kompanijos sukūrė naujo tipo klijus, kurie gali būti naudojami puslaidininkių lustams klijuoji vienas ant kito, taip sukuriant silicio „bokštelius“, kuriuose elementai būtų išdėstyti ypač tankiai. Įmonių teigimu, šiais klijais galima suklijuoti iki 100 puslaidininkių sluoksnių.

Saulės energijos vertimas į elektrą, naudojant fotovoltines medžiagas, tampa labai svarbia technologija ieškant būdų. kaip pakeisti iškastinį kurą atsinaujinančiais energijos šaltiniais. Tokios technologijos bus naudojamos saulės elementų skydeliuose, montuojamuose ant stogo, ir net mobiliuosiuose telefonuose. Tačiau fotovoltinių medžiagų gaminama energija sudaro labai mažą energijos dalį pasauliniu mastu.

Garo varikliai, vidaus degimo varikliai ir dyzeliniai varikliai yra skirtingų rūšių šiluminiai varikliai, kurie veikia versdami šiluminę energiją į mechaninį darbą. Nors daug laiko praėjo nuo pirmųjų šiluminių variklių sukūrimo, tačiau jų dydžio mažinimas iki mikromatmenų yra sudėtingas dalykas. Mažėjant variklio dydžiui, stipriai mažėja jo efektyvumas ir galios tankis.

Kai silicio pagrindu veikiančių įrenginių gamyba artėja prie fizikinės ribos, daugelis mokslininkų mano, kad grafenas gali tapti naująja medžiaga, kuri leis puslaidininkių pramonei tęsti savo žygį link mažesnių ir greitesnių įrenginių. Šis puslaidininkių pramonės progresas yra nusakomas visiems gerai žinomu Mūro dėsniu. Grafenas, manoma, atvers kelią naujos kartos įrenginiams, kuriuose bus išnaudojamos visos jo unikalios savybės.

Kodėl kai kurios medžiagos gerai tinka saulės elementams arba šviesos diodams, dar vadinamais LED (light emitting diodes) gaminti, o kitos – ne? Viena iš pagrindinių charakteristikų, nulemiančių reikiamas medžiagos savybes, yra tos medžiagos elektronų draustinės energijos juosta. Ji ir nulemia, kaip elgsis elektronai ir kiek energijos reikia jiems sužadinti. Elektronai – subatominės dalelės, kurios turi neigiamą krūvį ir skrieja aplink atomo branduolį.