国际高级研究学院(SISSA) 这项研究在迷人的拓扑学世界中蓬勃发展,拓扑学是一门抽象的学科,它给出了一个有力的
处理一些最奇特的物质属性
通过这种方式,里雅斯特学院的科学家们研究了如何严格估计普通离子液体中的电荷传输和电流,以符合这种材料的量子特性
荣誉:保罗·佩格罗,费德里科·格拉塞利,斯特凡诺·巴罗尼 一个球体和一个立方体可以在没有切割或缝合的情况下相互变形
杯子和玻璃杯不能,因为要把第一个杯子变成第二个杯子,把手需要被打碎
拓扑学是数学的一个分支,它将杯子和玻璃杯之间的差异形式化,并将其扩展到多维的抽象空间
里雅斯特SISSA大学的科学家们开发了一种新理论,成功地在构成物质的原子和分子排列空间中“把手”的存在与否与后者导电的倾向之间建立了新的关系
根据这一理论,“装有手柄”的绝缘材料既能导电又能导电,同时保留了绝缘体的典型特性,如透明性
这项研究刚刚发表在《物理评论X》杂志上,是来自迷人和繁荣的拓扑学世界的最新研究,拓扑学是一门抽象的学科,提供了一个有力的处理(双关语!)到一些最奇特的物质属性
通过这种方式,里雅斯特学院的科学家们研究了如何严格估计普通离子液体中的电荷传输和电流,以符合这种材料的量子特性
因此,他们发展了一种理论来解释物理现象,这种现象已为人所知一个多世纪,但至今缺乏严格的解释基础和预测框架,从而为重大技术发展奠定了基础,例如在热电材料领域
金属和矿泉水,反射和透明 该研究的作者保罗·佩格罗、费德里科·格拉塞利和斯特凡诺·巴罗尼解释说:“我们通常根据材料导电或不导电的倾向将它们分为导体和绝缘体。”
“在典型的导体金属中,一些电子在离子晶格中自由移动
然而,一些液体,如矿泉水,也能导电,这要归功于溶解在其中的带电离子的传输
在这种情况下,我们谈到离子导体,它是透明的,而金属是反射性的
“离子液体是最近研究的焦点
“我们想发展一种基于原子量子性质的理论,并能够描述这种导体中的电荷传输,”科学家解释说
对这一现象的合理解释也有助于创造出具有前所未有的电学特性的新材料
" 拓扑为物理服务 学者们借用了拓扑学的数学工具
因此,佩格罗、格拉斯利和巴罗尼的理论将离子液体中的输运与存在于抽象空间中的呈现孔洞或把手的结构联系起来
“如果存在这些结构,就有可能在不移动离子的情况下传输电子,从而显著提高材料的导电性能,同时使其非金属化,因此是透明的
在没有空穴或把手的情况下,电子仍然束缚在它们的原子上,传导效率较低
“这些现象,”研究人员继续说,“在物理学中已经被认识至少一百年了。”
我们的研究给了他们一个优雅而强大的数学基础和一个可靠的理论支撑结构
" 可能的技术发展 这一理论在热电材料科学中得到了应用,热电材料越能保证不发热地导电,效率就越高
研究人员总结道,“这一理论中描述的材料不具有金属特性,因此有利于隔热,但电子的存在足以移动并被传输,从而增加了它们的导电性
两者都是重要的品质,在技术层面上,可以极大地促进更高效和更先进设备的发展
" 电解质材料的科学也可能从这项研究的结果中受益,因为更好地理解在缺乏金属性的情况下的传导可以导致设计高效和电化学稳定的电池
来源:由phyica.com整理转载自PH,转载请保留出处和链接!