一种涉及廉价陶瓷的辐射检测新方法麻省理工学院新闻
目前用于检查货船是否有走私核材料等应用的辐射探测器价格昂贵，并且无法在恶劣的环境中运行，还有其他缺点。 现在，在主要由美国国土安全部资助并得到美国能源部早期支持的工作中，麻省理工学院的工程师展示了一种检测辐射的全新方法，可以使探测器更便宜并实现大量新应用。 他们正在与 辐射监测设备，一家位于马萨诸塞州沃特敦的公司，致力于尽快将研究成果转化为探测器产品。 在 2022 年的一篇论文中 自然材料，许多相同的工程师首次报告了紫外线如何能够显着提高基于带电原子（而不是这些原子的组成电子）运动的燃料电池和其他设备的性能。 在目前的工作中， 最近发表于 先进材料，该团队表明，相同的概念可以扩展到新的应用：检测核材料放射性衰变发射的伽马射线。 “我们的方法涉及的材料和机制与目前使用的探测器非常不同，在降低成本、在恶劣条件下运行的能力以及简化处理方面具有潜在的巨大优势，”RP Simmons 陶瓷教授 Harry L. Tuller 说道。麻省理工学院材料科学与工程系 (DMSE) 的电子材料和电子材料。 Tuller 与主要合作者 Jennifer LM Rupp 和 Ju Li 共同领导了这项工作。材料科学与工程教授。 所有这些都隶属于麻省理工学院的材料研究实验室 “学习之后 自然材料 工作，我意识到同样的基本原理应该适用于伽马射线检测——事实上，可能比 [UV] 光，因为伽马射线更具穿透力 – 并向哈利和詹妮弗提出了一些实验，”李说。 鲁普说：“利用短程伽马射线可以 [us] 通过光生电子调节材料界面上的离子载流子和缺陷，将光离子效应扩展到放射性离子效应。” 该书的其他作者 先进材料 论文的第一作者是 DMSE 博士后 Thomas Defferriere 和麻省理工学院核科学与工程系博士后 Ahmed Sami Helal。 修改障碍 电荷可以以不同的方式穿过材料。 我们最熟悉的是构成原子的电子所携带的电荷。 常见应用包括太阳能电池。 […]
有史以来第一个完整的弹性应变工程图 | 麻省理工学院新闻
如果没有地图，就几乎不可能知道您在哪里，而且知道您要去哪里，在材料属性方面尤其如此。 几十年来，科学家们已经了解到，虽然散装材料以某些方式表现，但这些规则对于微米和纳米尺度的材料来说可能会被打破，而且往往会以令人惊讶的方式被打破。 其中一个令人惊讶的发现是，对于某些材料，即使施加适度的应变（一种称为弹性应变工程的概念），也可以显着改善材料的某些性能，前提是这些应变保持弹性并且不会因塑性、断裂或变形而松弛。相变。 微米级和纳米级材料特别擅长以弹性形式保持施加的应变。 然而，直到最近，究竟如何应用这些弹性应变（或等效的残余应力）来实现某些材料性能还不太清楚。 麻省理工学院的研究人员团队结合第一性原理计算和机器学习，开发出了第一张关于如何调整晶体材料以产生特定热和电子特性的图。 由…领着 Ju Li巴特尔能源联盟核工程教授兼材料科学与工程教授，该团队描述了一个框架，用于精确理解改变材料的弹性应变如何微调导热性和导电性等特性。 这项工作在发表于的一篇开放获取论文中进行了描述 美国国家科学院院刊。 “通过使用机器学习，我们第一次能够描绘出理想强度的完整六维边界，这是弹性应变工程的上限，并为这些电子和声子特性创建了一个映射，”李说。 “我们现在可以使用这种方法来探索许多其他材料。 传统上，人们通过改变化学成分来创造新材料。” “例如，使用三元合金，您可以改变两种元素的百分比，因此您有两个自由度，”他继续说道。 “我们已经证明，仅含有一种元素的金刚石相当于六组分合金，因为您有六个可以独立调整的弹性应变自由度。” 小应变，大物质效益 这篇论文的基础可以追溯到 20 世纪 80 年代，当时研究人员首次发现，当对材料施加很小（仅 1%）的弹性应变时，半导体材料的性能会翻倍。 Vannevar Bush 教授 Subra Suresh 表示，虽然这一发现很快被半导体行业商业化，并且如今被用来提高从笔记本电脑到手机等各种设备中微芯片的性能，但与我们现在所能达到的水平相比，这种压力水平非常小。名誉工程学士。 在 2018 年 科学 Suresh、Dao 和同事在论文中证明，1% 的应变只是冰山一角。 作为 2018 年研究的一部分，Suresh 及其同事首次证明金刚石纳米针可以承受高达 9% 的弹性应变，并且仍能恢复到原始状态。 后来，几个小组独立证实，微型金刚石确实可以在张力下可逆地弹性变形约 7%。 “一旦我们证明我们可以弯曲纳米级钻石并产生 9% 或 10% 的应变，问题就是，你能用它做什么，”苏雷什说。 “事实证明，金刚石是一种非常好的半导体材料……我们的一个问题是，如果我们能够对金刚石进行机械应变，我们能否将带隙从 5.6 电子伏特减少到 2 或 3 […]