[The Epoch Times ngày 5 tháng 1 năm 2024] (Wu Ruichang, phóng viên Ban đặc biệt của Epoch Times tổng hợp và đưa tin) Với sự phát triển của khoa học công nghệ, nhu cầu sử dụng điện của con người cũng ngày càng tăng cao nên cần phải tăng thêm phát điện và tối ưu hóa hệ thống lưới điện Trở thành một việc quan trọng. Phòng thí nghiệm Quốc gia Hoa Kỳ vừa phát triển một loại dây đồng composite có tính dẫn điện cao, không chỉ làm giảm vấn đề sinh nhiệt khi bật điện mà còn phá vỡ hiểu biết trước đây của mọi người về tính chất dẫn điện của kim loại.

Thông thường, dây kim loại sẽ sinh nhiệt sau khi được cấp điện, điện trở sẽ tăng và độ dẫn điện sẽ giảm trong quá trình này. Khi dây nóng lên đến một mức nhất định, nó sẽ bị cháy.

Vì lý do này, các nhà nghiên cứu đang tìm kiếm các vật liệu khác để tăng cường tính dẫn điện của kim loại và giảm hoặc giải quyết vấn đề sinh nhiệt khi kim loại được cấp điện. Trước đây, đồng mangan và hằng số có thể làm giảm hệ số điện trở nhiệt độ (TCR) của kim loại xuống gần bằng 0. Tuy nhiên, những hợp kim này thường được sử dụng trong điện trở và không phù hợp cho các ứng dụng truyền năng lượng quy mô lớn như vậy. như động cơ và lưới điện, vì độ dẫn điện ở nhiệt độ phòng của chúng thấp hơn nhiều so với đồng nguyên chất.

Các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương ở Hoa Kỳ đã phát hiện ra rằng vật liệu composite mới được làm từ hợp chất cacbon thông thường trộn với đồng theo tỷ lệ thích hợp không chỉ cải thiện đáng kể đặc tính dẫn điện của dây mà còn lật đổ quan niệm truyền thống về độ dẫn kim loại. Kết quả này đã được công bố trên tạp chí khoa học “Vật liệu và Thiết kế” vào tháng 12 năm 2023.

Hợp chất carbon thông thường này hiện là vật liệu phổ biến "graphene (than chì một lớp)". Vì graphene là vật liệu nano trong suốt có tính dẫn nhiệt và điện tuyệt vời nên điện trở suất của nó thấp hơn so với đồng hoặc bạc. nhiều nơi, bao gồm hàng không vũ trụ, kim loại, linh kiện điện tử và các vật liệu mới nổi khác.

Đầu tiên, nhóm nghiên cứu phủ một lớp graphene (Gr) mỏng lên đồng nguyên chất cấp điện (Cu) và sử dụng phương pháp ép đùn và xử lý có hỗ trợ cắt (ShAPETM) để tạo ra đường kính khoảng 1,5 mm và chiều dài For Vật liệu composite Cu-Gr vượt quá 0,2 mét, hàm lượng graphene tối ưu trong vật liệu composite tại thời điểm này là 18 phần triệu (18ppm).

Tỷ lệ hàm lượng graphene này ổn định hơn 12ppm và 25ppm, đồng thời có thể giảm 11% giá trị TCR của vật liệu so với đồng nguyên chất và tăng độ dẫn điện khoảng 1%. Ngoài ra, độ dẫn điện của nó không giảm ở nhiệt độ phòng (20°C), nhưng độ dẫn điện của nó tăng ở nhiệt độ từ 200°C đến 400°C.

Các nhà nghiên cứu sử dụng kính hiển vi điện tử quét (SEM), kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) và phương pháp chụp cắt lớp đầu dò nguyên tử (APT) để phân tích kích thước hạt đồng và graphene trong đồng nguyên chất và vật liệu composite Cu-Gr, hướng, cấu trúc và thành phần tinh thể. khác nhau, hy vọng giải thích cách Cu-Gr tăng cường độ dẫn kim loại của nó.

Họ phát hiện ra rằng dây composite được làm bằng ShAPE tạo ra cấu trúc vi mô đồng nhất và gần như không xốp. Vật liệu này được rải rác bằng các mảnh và cụm graphene nhỏ và làm giảm các khuyết tật tinh thể (sự khác biệt về kích thước của các hạt tinh thể trong vật liệu), đây có thể là một trong những lý do làm giảm điện trở suất của hỗn hợp.

Họ cũng chứng minh rằng vật liệu composite Cu-Gr có thể được sản xuất hàng loạt và sử dụng trong công nghiệp vì vật liệu này có TCR thấp hơn và đặc tính dẫn điện cao hơn. Phát hiện mới này trong tương lai có thể cải thiện hiệu quả phân phối điện từ lưới điện đến các hộ gia đình và doanh nghiệp, đồng thời nâng cao hiệu suất của động cơ, đây là điều tốt cho ngành công nghiệp xe điện và thiết bị công nghiệp.

Hiện tại, động cơ và lưới điện được thiết kế để hoạt động ở nhiệt độ từ 20°C đến 300°C nhằm đảm bảo hiệu suất và độ ổn định. Nếu chúng quá nóng khi chạy, độ dẫn điện của dây bên trong sẽ giảm đáng kể và rất có thể chúng sẽ bị cháy, vì vậy việc sử dụng dây composite dẫn điện nhiều hơn có thể giúp giải quyết vấn đề này và tăng hiệu quả.

Keerti Kappagantula, một nhà khoa học vật liệu tại Phòng thí nghiệm quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, nói với phòng tin tức của phòng thí nghiệm rằng: "Khám phá này phù hợp với hiểu biết chung về chất dẫn điện kim loại. Điều ngược lại là đúng. Việc thường xuyên thêm các chất vào kim loại sẽ làm tăng tính dẫn điện của chúng." hệ số điện trở nhiệt độ, khiến chúng nóng lên nhanh hơn kim loại nguyên chất ở cùng mức dòng điện."

Kapagantura cho biết: "Chúng tôi nhận thấy rằng vật liệu hỗn hợp đồng mới này có một đặc tính mới thú vị, đó là tính dẫn điện được tăng cường". Cô ấy cũng cho biết: "Các tấm graphene một lớp và cụm than chì Nene phải kết hợp với nhau để trở thành chất dẫn điện tốt hơn cho hoạt động ở nhiệt độ cao."

Nhóm nghiên cứu cho biết rằng khi áp dụng dây hỗn hợp đồng-graphene mới cho bất kỳ ứng dụng công nghiệp nào, nó sẽ mang lại sự linh hoạt tuyệt vời trong thiết kế. Nhóm nghiên cứu tiếp tục nghiên cứu tùy chỉnh vật liệu đồng-graphene mới với hy vọng sử dụng loại dây này trong công nghiệp và đời sống hàng ngày. Họ cũng sẽ đo được độ bền, độ mỏi, khả năng chống ăn mòn và mài mòn cũng như những đặc tính quan trọng này đối với các ứng dụng công nghiệp.

Nhóm đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho công nghệ này và nhận được sự hỗ trợ từ Văn phòng Công nghệ Sản xuất và Vật liệu Tiên tiến của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE). ◇

Biên tập viên: Lian Shuhua

寻找和绘制脉冲星位置图具有重大科学意义。它可让我们深入了解恒星的演化、星系的历史，并且有一天可能用于为太空旅行提供GPS导航器的功能。

因为这次日全食发生在太阳活动最活跃时期，因此日全食期间的日冕（太阳大气层的最外层部分）预计会非常巨大。

意大利是隆戈研究长寿工作的理想之地。因为这里有几个地区的人比大多数地区的人更长寿，其中包括撒丁岛。该岛是长寿研究员丹‧布特纳（Dan Buettner）指定的首批“蓝区”之一。

今年的全食属于历史性天文现象，尤其值得关注，因为下一次日全食要到2044年8月才会再次出现在美国本土，而日环食（当月球在离地球较远，无法把太阳全部遮住，于是太阳看起来就像个光环。）要到2046年才会再次出现在美国本土。

这种虫子对温度等适应性极强，它们可以在-272°C至190°C的温度范围内生存，它们的抗压、抗脱水、抗高辐射、耐饥饿的能力超强，甚至可以在外太空的真空环境下生存。

舒默的声明没有透露参议院对TikTok的具体立场，但表示“在未来几周和几个月内，我们有机会在两党法案上取得进展”，包括针对TikTok的措施。