Машинное обучение раскрывает скрытые механизмы переноса тепла в органических полупроводниках

11:00, Март 22, 2025 Сложные материалы, такие как органические полупроводники или микропористые металлоорганические структуры, известные как MOF, уже используются для многочисленных приложений, таких как OLED-дисплеи, солнечные батареи, хранение газа и извлечение воды. Тем не менее, они все еще таят в себе несколько секретов. Одним из них до сих пор было детальное понимание того, как они переносят тепловую энергию. Исследовательская группа Эгберта Зоера из Института физики твердого тела Грацского технического университета (TU Graz) в сотрудничестве с коллегами из Венского технического университета и Кембриджского университета раскрыла этот секрет на примере органических полупроводников, открыв новые перспективы для разработки инновационных материалов с настраиваемыми термическими свойствами. Группа опубликовала свои выводы в журнале Computational Materials. До сих пор мало внимания уделялось переносу тепла. «Ученые проводят исследования переноса заряда в органических полупроводниках уже около 40 лет, но никто никогда по-настоящему не изучал детальные механизмы, связанные с переносом тепла », — объясняет Зоджер. «Однако фундаментальные свойства материалов представляют для нас большой интерес, и полученные нами знания о переносе тепла в органических полупроводниках также имеют непосредственное отношение ко многим другим сложным материалам . «Это относится как к материалам, в которых низкая теплопроводность призвана обеспечить большой термоэлектрический эффект, так и к материалам, которые призваны эффективно передавать или рассеивать тепловую энергию за счет высокой теплопроводности . Тот факт, что теперь мы можем так точно определять и понимать перенос тепла, не имеет себе равных». Исследовательская группа достигла этого прорыва, используя машинное обучение в контексте, который обычно не находится в фокусе при обсуждении приложений искусственного интеллекта. Вместо того, чтобы искать корреляции в эмпирических наблюдениях, исследователи искали причинно-следственные связи на основе стратегий, которые они разработали в прошлом для использования особенно эффективных потенциалов машинного обучения. Они хотели выяснить, как и почему тепло распределяется определенным образом внутри материала. Предыдущие объяснения переноса тепла предполагали исключительно корпускулярный перенос фононов, а также для сложных кристаллических материалов, таких как органические полупроводники. Фононы в этом контексте представляют собой энергетические пакеты, приписываемые колебаниям решетки, транспорт которых обычно описывается аналогично транспорту частиц газа. Однако новые результаты показывают, что решающую роль играет дополнительный механизм: туннельный транспорт фононов. Длина молекулы является решающим фактором Туннельный транспорт основан на волнообразном характере атомных колебаний в твердых телах и особенно важен в сложных материалах с низкой теплопроводностью. Было показано, что этот транспортный механизм становится более важным с размером молекул, образующих органический полупроводниковый кристалл. «Можно представить, что перенос тепла определяется не только столкновениями колебательных квантов, но и «туннельным эффектом», который связывает два отдельных колебательных состояния друг с другом», — говорит Лукас Легенштейн, первый автор публикации. «Это открытие не только объясняет, почему некоторые органические полупроводники демонстрируют необычно низкую температурную зависимость своей теплопроводности, но и позволяет более целенаправленно разрабатывать материалы с определенными тепловыми свойствами. Теперь мы можем влиять на теплопроводность, специально проектируя молекулярную структуру». В результате исследователи хотели бы применить эти новые знания к универсальным MOF, поскольку перенос тепла играет решающую роль практически во всех потенциальных применениях этого класса материалов — даже в большей степени, чем для органических полупроводников....

Нейроморфная система улучшает машинное зрение в условиях экстремального освещения Недавно исследовательская группа разработала нейроморфную систему управления экспозицией (NEC), которая улучшает машинное зрение в условиях экстремальных изменений освещенности. Опубликованная в Nature Communications, эта биологически вдохновленная система имитирует человеческое периферийн …

Software 04:00, Март 7, 2025 | android-robot.com

Политолог Шаповалов объяснил необходимость переноса местных выборов в Абхазии Решение парламента Абхазии перенести муниципальные выборы вполне логично и имеет веские основания. В республике недавно избирали президента, поэтому новые выборы в период летнего курортного сезона могут негативно отразиться на экономике страны, сказал газете ВЗГЛЯД политолог Владимир Шапов …

Новости 21:55, Апрель 4, 2025 | vz.ru

Экология отношений и природы: брянский конкурс «ПРОгород» раскрывает новую тему В Брянске полным ходом идет подготовка к новому сезону литературно-художественного конкурса «ПРОгород: раскрученная история», который в этом году посвящен актуальной и многогранной теме экологии. Организаторы проекта приглашают к участию писателей, поэтов и художников региона, предоставляя …

Новости 22:00, Март 31, 2025 | go32.ru

Дистанционное обучение в Академии: путь к профессиональному росту Дистанционное обучение в Академии современных технологий (АСТ) — это современный формат подготовки, который позволяет специалистам получать новые знания и навыки без отрыва от работы. Программы повышения квалификации (ПК) и профессиональной переподготовки (ПП) проводятся онлайн, через удоб …

Медицина 05:50, Май 15, 2025 | c-n-n.ru

Обучение Трейдингу с Нуля: Первые Шаги к Успешной Карьере на Финансовых Рынках Начало пути к торговле на финансовых рынках может быть одновременно захватывающим и пугающим. Для начинающих трейдеров важно усвоить фундаментальные концепции, лежащие в основе трейдинга. Финансовые рынки включают в себя различные платформы, на которых покупаются и продаются такие активы, …

Аналитические Статьи 19:14, Октябрь 29, 2024 | c-n-n.ru

Соболиная шуба: воплощение роскоши и тепла Соболиная шуба — это не просто предмет гардероба, а настоящий символ статуса и утонченного вкуса. Мех соболя ценится за свою мягкость, блеск и исключительную теплоту, что делает такие изделия одними из самых престижных в мире моды. Эти шубы идеально подходят для тех, кто стремится сочетать …

Аналитические Статьи 13:27, Апрель 30, 2025 | c-n-n.ru

Ученые прогнозируют с приходом тепла вспышку Эболы и спад коронавируса Летом болезнь может выйти за пределы Конго. источник фото: https://hronika.info ВОЗ рассказали о вспышке Эболы на северо-западе ДР Конго, сообщает издание ТАСС. Раньше болезнь прогрессировала только на востоке страны. С момента первой вспышки прошло два года — за это время было выявл …

Наука 21:00, Апрель 7, 2025 | versiya.info

Японский учёный изобрёл энергогенерирующий материал из избыточного тепла человеческого тела Пластины с датчиками могут решить проблему нехватки энергоресурсов, считает Тору Сугахара. Японский учёный префектуры Осака изобрели энергогенерирующий материал из избыточного тепла человеческого тела. Инновационность разработки в том, что около 200 крошечных полупроводников, встроенных в …

Наука 23:33, Апрель 8, 2025 | versiya.info