Des scientifiques de l’Université de Chicago Molecular Engineering et de l’Université de San Diego California ont découvert une nouvelle classe de substances qui contredisent les lois fondamentales de la thermodynamique.
Ces substances de métastabille nouvellement découvertes diminuent en volume lorsqu’elles sont chauffées et se développent sous haute pression.
Diriger l’équipe de recherche. Le Dr Shirley Meng, «Nous pensons que nous pouvons ajuster les propriétés de ces matériaux par la chimie redox. Cela peut ouvrir la porte à des applications très excitantes», a-t-il déclaré. Les résultats de l’étude ont été publiés dans Nature Magazine.
Caractéristiques qui remettent en question les règles de la physique
Selon les règles thermodynamiques, lorsqu’une substance est chauffée, le volume est réduit lorsqu’il est comprimé. Cependant, les chercheurs ont développé des matériaux de métastabille qui contrastent avec ces règles.
Le professeur Meng, «Lorsque vous chauffez le matériau, le volume rétrécit. C’est assez inhabituel», a-t-il déclaré.
Ce comportement de la matière est un révolutionnaire non seulement en termes de sciences de base, mais aussi en termes de technologies pratiques.
Il offre de grandes opportunités, en particulier dans des zones telles que le renouvellement des batteries de véhicules électriques, les systèmes de batteries structurelles et la production de matériaux résistants à la chaleur.
Une batterie structurelle et une expansion thermique nulle peuvent être possibles
Le Dr Minghao Zhang a déclaré que ces nouvelles substances de classe peuvent être ajustées pour montrer une expansion thermique nulle. Cela peut être révolutionnaire dans le secteur de la construction.
«Les changements de volume liés à la chaleur de différents matériaux de construction utilisés dans chaque bâtiment peuvent causer de graves problèmes. Cependant, de tels problèmes peuvent être évités grâce à ces matériaux», a-t-il déclaré.
En plus de la chaleur, son comportement sous pression est surprenant: la substance continue de se développer même sous une pression intense au niveau de Gigapascal.
Le Dr Zhang a expliqué cette fonctionnalité avec les mots: «Si vous compressez une substance de toutes les directions, vous vous attendez naturellement à ce que le volume rétrécit. Mais cette substance fait le contraire», a-t-il déclaré.
Les batteries vieillissantes peuvent revenir au premier jour
Les chercheurs ont également examiné les réactions de ces substances à l’énergie électrochimique. Lorsque la tension électrique est appliquée à ces substances métastiques, ils peuvent revenir à leur état stable d’origine. Cela signifie que la capacité des batteries d’origine utilisées peut être à nouveau augmentée.
Dr «Avec une application de tension, la batterie peut revenir au premier jour avec une application de tension.
La transition de la découverte scientifique à l’industrie est visée
Une autre contribution de la recherche est qu’elle donne une nouvelle dimension à la compréhension des sciences de base. Le professeur Meng, «ce n’est pas seulement technologique, mais aussi scientifiquement un changement de paradigme», a-t-il déclaré.
Les chercheurs visent à le rendre applicable dans de nombreux domaines, des systèmes de stockage d’énergie aux technologies spatiales en examinant plus en détail le comportement chimique de la nouvelle substance.
