В Саратовском университете разработали уникальный метод расчета параметров атомной решетки. С его помощью ученым удалось определить свойства борных нанотрубок, электропроводность которых оказались в десятки раз лучше углеродных аналогов.

Энергоэффективность борных нанотрубок

В Саратовском национальном исследовательском государственном университете им. Н. Г. Чернышевского (СГУ) с помощью уникального метода собственной разработкирассчитали свойства борных нанотрубок и выяснили, что их электропроводность в 26 раз превышает показатели углеродных аналогов того же диаметра. Об этом вуз сообщил на своем сайте.

Использование борных нанотрубок в качестве проводников, по словам ученых, поможет преодолеть проблему перегрева современных процессоров и стать основой для процессоров нового поколения с повышенной энергоэффективностью. Открытие позволит также создавать более компактные зарядные устройства без потери мощности.

Уникальный метод расчета параметров атомной решетки

Физики создали метод расчетов метрических параметров атомной решетки с новым набор параметров для атомов бора. Он оказался в 10,7 раз точнее существующих методик. Погрешность составила всего 1,69% по сравнению с эталонным методом.

«Наша параметризация точно определяет геометрические параметры борофенов и борных нанотрубок и хорошо учитывает их электронное строение», — сказал Д.А. Колосов, руководитель исследования, доцент кафедры радиотехники и электродинамики Института физики СГУ.

В ходе исследования выяснилось также, что с увеличением диаметра однослойной трубки ее электропроводность существенно возрастает.

Физики продолжат работу. Сейчас они изучают влияния различных дефектов на проводимость нанотрубок. В дальнейшем планируется изучить возможность применения борных нанотрубок в металл-ионных аккумуляторах (например, литий-ионных, натрий-ионных) и определить, насколько эффективно этот материал может работать в качестве анода, что потенциально может привести к созданию батарей с улучшенными характеристиками.

Возможный дефицит графита

Основной материал, который используется сегодня в качестве анода в металл-ионных аккумуляторах, — это графит. У него есть несколько недостатков: небольшая емкость ограничивает время работы телефонов, компьютеров и другой техники, а еще он дорогой — для его производства нужно обжигать исходный материал при температуре около 3000 градусов Цельсия.

Кроме того, производители аккумуляторов ожидали возникновения дефицита графита, из-за санкций Китая, как писал CNews в ноябре 2023 г., и искали новых поставщиков.

По итогам 2022 г. усилиями всех стран, занимающихся производством графита, суммарный объем выпуска этого материала составил 1,3 млн тонн (статистика Геологической службы США). Это на 15% больше в сравнении с показателями 2021 г. и причина тому — рост популярности электромобилей. 70% этого объема обеспечил Китай.