Pin hạt nhân tí hon có thể hoạt động hàng thập kỷ
Các nhà khoa học chế tạo viên pin hạt nhân mới sử dụng nguyên tố americium, có kích thước milimet và phát điện ổn định.
Từ những năm 1900, giới nghiên cứu đã muốn sử dụng nguyên tử phóng xạ để chế tạo pin có tuổi thọ và khả năng chống hư hỏng vượt trội. Một số nguyên mẫu đã được lắp ráp, thậm chí sử dụng trong các nhiệm vụ không gian, nhưng không hiệu quả. Trong nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Nature hôm 18/9, chuyên gia Shuao Wang tại Đại học Đông Ngô, Trung Quốc, cùng đồng nghiệp tăng hiệu suất của thiết kế pin hạt nhân lên gấp 8.000 lần.
Tinh thể phát sáng chứa americium trong môi trường sáng (trên) và trong môi trường tối (dưới). (Ảnh: Kai Li/New Scienctist).
Đầu tiên, nhóm nghiên cứu sử dụng một mẫu nhỏ nguyên tố americium, thường được coi là chất thải hạt nhân. Nó phát năng lượng dưới dạng các hạt alpha, vốn mang nhiều năng lượng nhưng nhanh chóng thất thoát vào môi trường xung quanh. Do đó, nhóm chuyên gia đặt americium vào một tinh thể polymer để chuyển hóa năng lượng này thành ánh sáng xanh liên tục và ổn định.
Tiếp theo, họ kết hợp tinh thể chứa americium phát sáng với tấm pin quang điện mỏng. Cuối cùng, họ đóng gói pin hạt nhân tí hon này vào một tấm thạch anh kích thước milimet.
Wang cho biết, trong hơn 200 giờ thử nghiệm, thiết bị đã cung cấp nguồn điện ổn định với năng lượng tương đối cao và hiệu suất chưa từng có. Nó cũng chỉ cần một lượng nhỏ vật liệu phóng xạ để hoạt động. Dù americium có thời gian bán rã 7.380 năm, pin hạt nhân sẽ hoạt động được trong vài thập kỷ, vì các thành phần xung quanh sẽ dần bị phóng xạ phá hủy.
Pin mới có hiệu suất chuyển đổi tổng thể và công suất đầu ra được cải thiện rất nhiều so với các thiết kế trước đây, theo nhà nghiên cứu Michael Spencer tại Đại học Bang Morgan, Maryland. Tuy nhiên, nó vẫn tạo ra ít năng lượng hơn nhiều so với các thiết bị truyền thống. Ví dụ, cần tới 40 tỷ viên pin để cung cấp năng lượng cho một bóng đèn 60 watt.
Nhóm nghiên cứu đang tiếp tục tìm cách tăng hiệu suất và công suất đầu ra của loại pin mới. Họ cũng muốn làm cho viên pin dễ sử dụng và an toàn hơn vì nó chứa vật liệu phóng xạ có thể gây nguy hiểm.
"Chúng tôi hình dung pin hạt nhân tí hon của mình sẽ được sử dụng để cung cấp năng lượng cho cảm biến nhỏ trong những môi trường xa xôi hoặc khắc nghiệt mà nguồn điện truyền thống không thể hoạt động, như dưới biển sâu, trong nhiệm vụ không gian hoặc trạm giám sát từ xa", Wang nói.
Nhật Bản phát triển tàu viên đạn không người lái
Tàu viên đạn Shinkansen, loại tàu có tốc độ lên tới 300 km/h, có thể chạy không người lái trên tuyến đường Joetsu vào giữa những năm 2030.
Chế tạo chân robot đầu tiên có cơ nhân tạo
Với cơ nhân tạo, robot có thể di chuyển giống con người hơn, thậm chí nhảy nhanh nhẹn trên nhiều bề mặt.
Công ty Hà Lan thử nghiệm tàu đệm từ siêu tốc
Tàu đệm từ thử nghiệm của công ty Hardt chạy thành công trong đường ống chân không, hướng tới sẵn sàng chở khách năm 2030 với tốc độ mục tiêu 700km/h.
Phát minh vật liệu mới giúp chế tạo máy bay biến hình
Một loại vật liệu mới cực bền và siêu co giãn vừa được tìm ra. Phát minh này được cho là sẽ hỗ trợ việc chế tạo máy bay biến hình trong tương lai.
Lần đầu tiên Trung Quốc chế tạo chip AI "ống nano carbon" chuyên dụng
Các nhà khoa học Trung Quốc đã chế tạo một loại bộ xử lý tensor (TPU) mới - một loại chip máy tính đặc biệt sử dụng ống nano carbon thay vì chất bán dẫn silicon truyền thống.
Các nhà khoa học Mỹ tạo ra robot lai sinh học "nửa là nấm đùi gà, nửa là máy móc"
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Cornell (Mỹ) đã tạo ra hai robot vô cùng đặc biệt, được điều khiển bởi một thực thể sống là nấm đùi gà.
