摘要:采用極大壓力和超級計算機,科學家們能夠解決困擾人們幾十年來的難題,這個難題就是如何探索目前普遍應用的金屬鋰的基本特性。
由于壓力試驗和強大的超級計算機,科學家們可以成功的探索金屬鋰的基本特性,這個難題困擾了人們幾十年。
他們的新發現揭示了元素鋰的基本特性,鋰元素是元素周期表中最輕并且最簡單的金屬元素。這種材料通常用于手機和電腦的電池。
他們已經通過研究解決了金屬原子如何排列的問題,原子排列會影響材料的性能,如強度、導電性和延展性。
一個國際研究小組為了更好地闡述鋰的結構,他們的研究人員在低溫下研究了鋰的性質。在這種低能狀態下,我們可以準確地觀察材料的基本性質。
到目前為止,科學家們很難解釋之前的實驗結果,他們之前的結果表明鋰的結構非常復雜。為了正確理解這個理論,需要用先進的量子力學進行精確的計算。
科研人員利用愛丁堡大學的超級計算機,最新的計算結果發現鋰的結構是復雜的或無序的,這與先前的結果一致。相反,它的原子排列得很簡單,就像盒子里的橙子。
科學家認為,在之前的實驗中,由于快速冷卻導致了誤導性的結果。為了避免這些問題,他們將樣品鋰置于極大壓力下,通過將樣品擠壓在一對金剛石之間,這時樣品的壓力可以達到地球大氣壓力的4,500倍,從而獲得低溫條件。然后使用同步電子裝置進行檢查(X射線觀察原子)之前,將樣品冷卻并減壓。
愛丁堡大學和猶他大學的這項研究被發表在Science上。愛丁堡大學物理與天文學院的Miguel Martinez-Canales博士說:“我們的計算精度需要達到千萬分之一,如果在一臺普通的電腦上進行計算,將要花費40多年的時間。”
Graeme Ackland教授還表示:“通過使用高壓,我們能夠制作真正的冷鋰電池。本質上它有最簡單的排列,而不是一個復雜的結構。
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