Физики из Шанхайского Института Керамики и Калифорнийского Технологического Института установили, что хорошая эффективность селено-медных термоэлектрических генераторов объясняется характерным для жидкости поведением атомов меди в кристаллической решетке селена. Работа опубликована в журнале Nature Materials, краткий пересказ приводит сайт PhysOrg.com.
Сплавляя в тигле медь и селен, а затем медленно остужая полученный расплав, физики давали селену образовать кристаллическую решетку. Полученное вещество оказалось термоэлектриком, то есть преобразовывало тепловую энергию в электрическую. Если пластину такого вещества поместить на границу между горячим и холодным телом, электроны потекут сквозь пластину, генерируя электрический ток.
Эффективность термоэлектриков зависит от их теплопроводности. При высокой теплопроводности градиент температуры в веществе быстро исчезнет, а вместе с ним прекратится и электрический ток. Чем хуже проводит тепло термоэлектрик, тем эффективнее он генерирует электричество.
Хороший генератор должен обладать, казалось бы, противоположными свойствами. С одной стороны, он должен хорошо проводить генерируемое электричество, и, следовательно, обладать кристаллической решеткой, обеспечивающей транспорт электронов. С другой стороны, кристаллические вещества, в отличие от жидких(аморфных), хорошо проводят тепло, что снижает эффективность термоэлектрика.
Физики установили, что в селено-медном сплаве сочетаются два состояния вещества - жидкое и твердое. Селен образует кристаллическую решетку, обеспечивая проведение генерируемого тока, а медь заполняет в ней полости, при этом совершенно хаотично. Атомы меди могут двигаться внутри кристаллической решетки селена словно в жидкости. Жидкое состояние меди в сплаве не дает распространяться поперечным тепловым колебаниям, что сильно снижает теплопроводность. Поэтому сплав обладает столь необычной эффективностью.
Термоэлектрики уже применяются в космических технологиях для генерации электричества. Потенциальная сфера их применения очень широка. Впервые сплав меди и селена использовало NASA около 40 лет назад, но тогда никто не мог объяснить его высокой эффективности. Знание принципов, лежащих в основе работы должно помочь ученым получить гораздо более эффективные их разновидности.
Есть реальные изобретения , которые используют явления жидкотекучести металлов для повышения эффективности композитных материалов

United States Patent Application 20120040166
Kind Code A1
Livschits; Gabreal ; et al. February 16, 2012
________________________________________
Composite Material, Method of Manufacturing and Device for Moldable Calibration
Abstract
Composite materials and methods and systems for their manufacture are provided. According to one aspect, a composite material includes a collection of molded together multilayer capsules, each capsule originally formed of a core and shell. The shell, after a plastic deformation process, forms a pseudo-porous structure, with pores locations containing the capsule cores. The cores are made of a material, e.g., synthetic diamond, which is harder than the external shell, which can be formed of, e.g., a ductile metal such as copper. The composite material has high thermal and/or electrical conductivity and/or dissipation.
________________________________________
Inventors: Livschits; Gabreal; (San Francisco, CA) ; Flider; Gennadiy; (San Francisco, CA)
Serial No.: 108597
Series Code: 13
Filed: May 16, 2011

Теперь перенесёмся в область нано - измерений

Физики построили модель наночастицы золота с помощью электронной томографии высокого разрешения. Статья ученых появилась в журнале Nature.
Объектом исследования выступала наночастица диаметром порядка 10 нанометров, состоящая из 3871 атомов. Ученые сделали несколько фотографий частицы с разных точек с помощью просвечивающего электронного микроскопа. После этого они применили несколько специальных алгоритмов (например, собственную схему анализа полученных микроскопом проекций ученые называют новаторской) и восстановили трехмерное изображение.
Ученым удалось получить разрешение в 2,4 ангстрема (0,24 нанометра). Это не дотягивает до рекордных результатов (0,5 ангстрема), однако сильной стороной нового метода является то, что при работе математических алгоритмов никакой априорной информации об объекте не предполагается (большинство методов предполагает знание о структуре частиц внутри образца).
При этом исследователи говорят, что на полученных изображениях можно идентифицировать отдельные атомы и их группы. В частности, им удалось получить данные о внутреннем строении частицы, подтвердив, что в основе ее структуры лежит искаженный икосаэдр - правильный многогранник с двадцатью треугольными гранями.
Если рассмотреть принципиальную основу получения такой точности измерений , то в качестве эквивалента такого технического решения можно рассмотреть следующее техническое решение :
United States Patent Application 20120029845
Kind Code A1
Flider; Gennadiy ; et al. February 2, 2012
________________________________________
APPARATUS AND METHOD FOR FLUID MONITORING
Abstract
According to some embodiments, an apparatus and method are provided for detecting the composition of a fluid. An alternating electromagnetic field may be applied to the fluid and distortions in the electromagnetic field are compared with predetermined, expected distortion "signatures" for particular components at particular concentrations. The presence and concentration of the components in the fluid may be detected by detecting these distortion signatures.
________________________________________
Inventors: Flider; Gennadiy; (San Francisco, CA) ; Livschits; Gabreal; (San Francisco, CA)
Serial No.: 154280
Series Code: 13
Filed: June 6, 2011

Всё вышеизложенное показывает , что важным аналитическим инструментом для оценки эффективности того или иного исследовательского проекта может служить точно подобранная система технических эквивалентов