آلية تداخل أيونات الليثيوم

تقوم أنظمة تخزين الطاقة المغناطيسية فائقة التوصيل بتخزين الطاقة في المجال المغناطيسي الناتج عن تدفق التيار المباشر في ملف فائق التوصيل. ويمكن تخزين الطاقة إلى أجل غير مسمى طالما أن الملف محفوظ في درجات حرارة فائقة التوصيل، حيث لا يوجد فعلياً أي فقدان للطاقة بسبب المقاومة الكهربائية. وتُعطى الطاقة المخزَّنة بالمعادلة [latex]E = \frac{1}{2} L I^2[/latex].

مؤشر بياض Ganz-Griesser هو معادلة خطية تستخدم على نطاق واسع، خاصة في صناعة النسيج. وهي مشتقة من قيم CIE ثلاثية المحفزات وتُعرّف على أنها [latex]W_{GG} = Y - Px - Qy + C[/latex]، حيث P و Q و C هي ثوابت خاصة بالمصدر الضوئي والمراقب. بالنسبة لظروف D65/10°، تكون الصيغة [latex]W_{GG} = Y - 1868.322x - 3695.690y + 1809.441[/latex].

يشير عمق التفريغ (DoD) إلى النسبة المئوية لسعة البطارية التي تم تفريغها. وهو عكس حالة الشحن (SoC)، حيث يعني عمق التفريغ 100% أن البطارية فارغة. يعتمد عمر دورة البطارية بشكل كبير على متوسط ​​عمق التفريغ؛ فكلما انخفضت دورات عمق التفريغ (مثل التفريغ إلى 80% فقط من السعة) زادت بشكل ملحوظ عدد الدورات التي تتحملها البطارية.

تصف قوانين تحجيم MEMS كيف تتغير القوى والخصائص الفيزيائية مع تقلص أبعاد الجهاز إلى المقياس المجهري. وعلى عكس العالم العياني الذي تهيمن عليه الجاذبية والقصور الذاتي، فإن المجالات المجهرية تحكمها قوى سطحية مثل التوتر السطحي واللزوجة والقوى الكهروستاتيكية. على سبيل المثال، تتدرج القوة الناتجة عن الجاذبية مع الحجم ([latex]L^3[/latex])، بينما تتدرج القوة الكهروستاتيكية مع المساحة ([latex]L^2[/latex])، وتصبح أقوى نسبيًا في الأحجام الأصغر.

مغناطيسات النيوديميوم هي أقوى أنواع المغناطيسات الدائمة المتوفرة تجاريًا. وهي سبيكة ثلاثية من النيوديميوم والحديد والبورون، صيغتها المتكافئة Nd₂Fe₂₂B. تنبع قوتها المغناطيسية الهائلة من تباينها المغناطيسي العالي ومغنطتها التشبعية، الناتجة عن بنيتها البلورية الرباعية. ومع ذلك، فهي هشة، وعرضة للتآكل، ودرجة حرارتها منخفضة (درجة حرارة كوري).

Top-down synthesis involves creating nanomaterials by starting with a larger, bulk material and breaking it down or patterning it to the nanoscale. Key techniques include mechanical methods like ball milling and lithographic methods like photolithography, electron-beam lithography, and nanoimprint lithography. These methods are often used for creating structured surfaces and integrated circuits, but can suffer from surface imperfections.

يعمل تخزين الطاقة في دولاب الموازنة (FES) عن طريق تسريع دوّار (دولاب الموازنة) إلى سرعة عالية جدًا والحفاظ على الطاقة في النظام كطاقة حركية دورانية. تتناسب الطاقة المخزنة مع مربع سرعة الدوران. عندما يتم استخراج الطاقة، يتباطأ دوران دولاب الموازنة. معادلة الطاقة المخزّنة هي [latex]E = \frac{1}{2} I \omega^2[/latex]، حيث I هي عزم القصور الذاتي و ω هي السرعة الزاوية.

يستكشف مجال الإلكترونيات الجزيئية استخدام جزيئات فردية أو مجموعات جزيئية نانوية كمكونات إلكترونية أساسية. يهدف هذا النهج إلى بناء دوائر كهربائية بأقصى درجات التصغير، متجاوزًا بذلك تقنيات السيليكون التقليدية. تشمل المكونات الرئيسية الأسلاك الجزيئية، والمفاتيح، والمقومات، مستفيدةً من خصائص ميكانيكا الكم، مثل نفق الإلكترونات عبر المدارات الجزيئية، في وظائفها.

يُعدّ منهج فيزياء الفشل (PoF) نهجًا هندسيًا في مجال الموثوقية، يستخدم معارف علم المواد والفيزياء لفهم آليات السبب الجذري للفشل ونمذجتها. وبدلًا من الاعتماد كليًا على البيانات الإحصائية من حالات الفشل السابقة، يركز هذا المنهج على التنبؤ بالفشل من خلال تحليل العمليات الفيزيائية (مثل الإجهاد، والتآكل، والزحف) التي تؤدي إلى التدهور والانهيار.

يصف تأثير الحجم الكمي الظاهرة التي تتغير فيها الخصائص الإلكترونية والبصرية لمادة ما عندما يقترب حجمها من مقياس النانو. عندما تصبح أبعاد المادة مماثلة لطول موجة دي برولي للإلكترون، يحدث انحصار كمي. ويؤدي ذلك إلى تكميم مستويات طاقة الإلكترون، مما يؤدي إلى فجوة نطاق تعتمد على الحجم، [latex]E_g(R) \approx E_{g,\b\u\lk} + \\frac{\frac{\hbar^2\pi^2\pi^2}{2R^2}(\frac{{1}{m_e^*}+ \frac{1}{m_h^*})[/latex].

يكون ضغط بخار الماء المتوازن فوق سطح سائل في هواء رطب ([latex]p ^^*{H_2O,a}[/latex]) أكبر قليلاً من ضغط بخار الماء المتوازن فوق سطح الماء النقي ([latex]p ^*{H_2O}[/latex]). ويقاس هذا الفرق بعامل تعزيز بخار الماء، [latex]f_w[/latex]، والذي يعتمد على درجة الحرارة وضغط الهواء الرطب. والعلاقة هي [latex]p^^*{H_2O,a} = f_w(T, p_{ms}) \cdot p^*{H_2O}[/latex].

مغناطيسات العناصر الأرضية النادرة هي مغناطيسات دائمة قوية مصنوعة من سبائك عناصر أرضية نادرة. طُوّرت في سبعينيات وثمانينيات القرن الماضي، وأكثر أنواعها شيوعًا هي مغناطيسات النيوديميوم (NdFeB) ومغناطيسات الساماريوم-الكوبالت (SmCo). تُعد هذه المغناطيسات أقوى أنواع المغناطيسات الدائمة، حيث تُنتج مجالات مغناطيسية أقوى بكثير من مغناطيسات الفريت أو النيكو، مما يُتيح تصغير حجمها وتحسين أدائها في العديد من التقنيات. ملاحظة: مصطلح "عناصر أرضية نادرة" هو تسمية خاطئة تاريخيًا. هذه العناصر ليست نادرة بشكل استثنائي في قشرة الأرض. السيريوم، وهو الأكثر وفرة، هو العنصر الخامس والعشرون الأكثر وفرة، على غرار النحاس. حتى اللوتيتيوم، وهو أقل العناصر الأرضية النادرة استقرارًا وفرة، أكثر شيوعًا من الذهب بنحو 200 مرة. وقد نشأ وصف "نادر" لصعوبة فصلها.

بطارية أيون الليثيوم (Li-ion) هي بطارية قابلة لإعادة الشحن، حيث تنتقل أيونات الليثيوم من القطب السالب (الأنود) عبر إلكتروليت إلى القطب الموجب (الكاثود) أثناء التفريغ، ثم تعود عند الشحن. تستخدم هذه البطارية مركب ليثيوم مُقحم كمادة للكاثود، وعادةً ما يكون الجرافيت كمادة للأنود. تتيح التفاعلية العالية لليثيوم كثافة طاقة عالية.