etn.se
Texas A&M Universityn kemian tekniikan professori Jodie Lutkenhaus on esitellyt tutkimustyössään merkittävä askeleita kohti kokonaan polymeereistä valmistetun akun luomista. Suurin este metallittoman, täysin polymeerisen akun luomiselle on sellaisen polymeerin löytäminen, joka on sähkökemiallisesti aktiivinen eli sen täytyy pystyä varastoimaan ja vaihtamaan elektroneja.
Lutkenhaus yhdessä tutkijaryhmän kanssa ajattelee, että orgaaniset radikaalipolymeerit tekevät tarvittavan tempun. Kemiallisen rakenteensa ansiosta orgaaniset radikaalipolymeerit ovat hyvin stabiileja ja reaktiivisia.
Kuten oheisesta kuvasta ilmenee, orgaanisilla radikaalipolymeereillä on yksi elektroni radikaaliryhmässä. Tämä parittamaton elektroni sallii nopean varauksen siirron näissä polymeereissä redoksireaktioiden aikana. Lutkenhausin mukaan tämän polymeeriluokan suurin vetovoima on reaktion nopeudessa.
- Nämä polymeerit ovat erittäin lupaavia akkuja ajatellen, koska ne voidaan ladata ja purkaa nopeammin kuin mitä tahansa puhelimen tai vastaavan laitteen yleistä akkua. Tällainen nopea lataus voisi muuttaa dramaattisesti sähköajoneuvojen nykyistä käyttötapaa.
Orgaanisten radikaalipolymeerien redoksiaktiiviset ominaisuudet ovat olleet jo jonkin aikaa tunnettuja. Ennen tätä tutkimusta ei kuitenkaan ole kuvattu tarkkaa mekanismia, jolla elektronit ja ionit kuljetetaan polymeerin läpi.
Osittain näiden reaktioiden laajuus ja nopeus vaikeuttavat luotettavien tietojen keräämistä. Lutkenhaus ja hänen tiiminsä pystyivät kuitenkin ottamaan uskomattoman yksityiskohtaisia mittauksia erikoislaiteillaan.
Lutkenhaus selittää kokeellista mittausta: - Kun varaamme ja purkaamme polymeerin, jota me itse asiassa punnitsemme sen. Tiedämme näin nanogrammojen tarkkuudella, kuinka paljon se painaa. Laite on niin herkkä, että voimme mitata ioneja, jotka menevät sisään ja ulos orgaanisesta radikaalipolymeeristä.
Mittaustulokset johtivat hieman odottamattomiin tuloksiin. Ennen tätä tutkimusta konsensus oli, että tässä prosessissa kuljetettiin vain anioneja. Tulokset kuitenkin osoittavat, että myös litiumioneja siirtyy. Lisäksi ionien käyttäytyminen ja kuljetus tuntuu olevan enemmän riippuvaisia elektrolyytistä kuin itse polymeeristä.
Tämän syvemmän ymmärryksen taustalla olevista prosesseista Lutkenhaus suunnittelee tarkempaa tutkimusta elektrolyyttipolymeerien vuorovaikutuksia.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 4.2.2019
Englantilainen XMOS aikoo tuoda markkinoille piirin, jonka avulla erilaisiin sulautettuihin laitteisiin saadaan tekoälylaskenta jopa alle dollarilla. Yhtiön mukaan uusi xcore.ai – prosessorin suorituskyky on lähimpään vastaavaan Arm Cortex -prosessoriin verrattuna peräti 32-kertainen.
Japanilainen Murata on esitellyt 100 nanofaradin kondensaattorin, joka n mitoiltaan tähän asti markkinoiden pienin. GRM011-sarjan konkan mitat ovat vain 0,25 x 0,125 x 0,125 millimetriä.
Yhdysvaltain hallinto ei selvästi ole tyytyväinen siihen, että moni Euroopan maa ei taivu sen vaatimuksiin sulkea Huawei kaiken kaupanteon ulkopuolelle. Nyt maan oikeusministeriö syyttää kiinalaisyritystä yrityssalaisuuksien varastamisesta ns. RICO-säännösten perusteella.
Accenturen tuoreesta State of Cyber Resilience -tutkimuksesta selviää, että vaikka viimeisen kolmen vuoden aikana investoinnit kyberturvallisuuteen ovat kasvaneet globaalisti, vain alle 20 prosenttia organisaatioista pystyy vastaamaan kyberhyökkäyksiin tehokkaasti.
MIT:n tutkijoiden johdolla on kehitetty uusi anoditekniikka, joka voi johtaa nykyistä parempiin akkuihin. Niihin voisi pakata enemmän energiaa ja ne voisivat kestää pidempään. Työ perustuu litiumin käyttöön yhtensä akun kahdesta elektrodista.
Mikro-ohjainpohjaisessa järjestelmän suunnittelussa ohjelmisto on usein pullonkaula sekä tuotteen markkinoille saattamiselle että järjestelmän suorituskyvylle. Microchipin uusin PIC-ohjainperhe ratkoo tätä onglmaa siirtämällä useita tehtäviä ohjelmistolta laitteistolle.
5G-verkkojen käyttöönotto kiihtyy nyt kovaa vauhtia ja esimerkiksi Suomessa on arvioitu, että valtaosa väestöstä on katettu verkoilla jo tämän vuoden lopulla. Operaattorit tarvitsevat työkaluja verkon tukiasemien käyttöönottoon ja nyt Rohde & Schwarz on tuonut tällaisen valmiin paketin tarjolle.
Auto muuttuu, samoin tapamme ajatella autoa. Se sähköistyy ja tulee turvallisemmaksi. Tämä kiihdyttää puolijohteiden ja anturien määrän kasvua autoissa.
Koneyhteyksissä ja älypuhelimissa yleistyvä SIM-kortin korvaava eSIM tuo uusia haasteita laitteiden testaukseen. Anritsun verkkoanalysaattoriin ja Comprionin hallintaohjelmistoon perustuva testausmenetelmä tarjoaa tehokkaan ratkaisun eSIM-piiriä hyödyntävien laitteiden testaukseen.