Logo
Моя лентаСегодня
Logo
Decide better.Live better.
Моя лентаСегодня
Logo
Моя лентаСегодня

Stay Curious. Stay Wanture.

© 2026 Wanture. All rights reserved.

  • Terms of Use
  • Privacy Policy
Logo
Моя лентаСегодняТехнологииНаукаЗдоровьеДомВпечатленияТранспортРазумПродуктивностьДолголетие
Logo
Decide better.Live better.
Моя лентаСегодняТехнологииНаукаЗдоровьеДомВпечатленияТранспортРазумПродуктивностьДолголетие
Logo
Моя лентаСегодняТехнологииНаукаЗдоровьеДомВпечатленияТранспортРазумПродуктивностьДолголетие
Наука/Материя

Металлический гель: тантал удерживает жидкую медь при 1000°C

Уникальный материал сохраняет форму при 1000°C, создавая батареи для станций

Металлический гель: тантал удерживает жидкую медь при 1000°C

Учёные из Texas A&M создали первый в мире металлический гель: тантал образует каркас, удерживая жидкую медь при 1000°C. При точке плавления меди 1085°C и тантала 3017°C материал сохраняет форму, а пористость ≈18% позволяет генерировать электроэнергию в батареях для солнечных станций, металлургических печей и космических аппаратов, где обычные аккумуляторы не работают.

7 ноября 2025

—

Explainer

Алексей Громов
banner

Краткое содержание:

  • Учёные из Техаса создали первый в мире металлический гель: при 1000 °C тантал образует твёрдый каркас, а медь остаётся жидкой, заполняя микроскопические поры.
  • Гель работает как губка: твердый тантал удерживает жидкую медь, позволяя создавать батареи, работающие до 1000 °C, полезные для солнечных станций и космоса.
  • Исследователи ищут дешевые заменители тантала: железо, алюминий или магний в каркасе и натрий, литий или цинк в жидкой фазе, чтобы снизить стоимость.

# Металлический гель: как твёрдое и жидкое научились работать вместе

Исследователи нагрели смесь меди и тантала до 1000 °C. Медь расплавилась, тантал остался твёрдым. Получилась структура, которую материаловеды считали невозможной — первый в мире металлический гель.

Представьте губку, пропитанную водой. Губка держит форму, вода остаётся внутри. Металлический гель работает так же, только вместо губки — тантал при 1000 °C, вместо воды — расплавленная медь. Это первый материал, где твёрдое и жидкое сосуществуют в таких условиях.

Команда Техасского университета A&M под руководством профессора кафедры материаловедения и инженерии Майкла Демковица создала материал, который сохраняет форму при экстремальных температурах. Открытие может изменить технологии накопления энергии там, где обычные батареи не работают. Технология может заинтересовать российские лаборатории МФТИ или Курчатовского института, специализирующиеся на материаловедении для экстремальных условий.

Что такое металлический гель

Гель — это твёрдый каркас, удерживающий жидкость внутри микроскопических ячеек. Желатин, силикагель в пакетиках с электроникой, гидрогели в контактных линзах — все они работают при комнатной температуре. Металлический гель работает по тому же принципу, но при 1000 °C.

Изучая металлические пары в экстремальных условиях, команда нагрела смесь меди и тантала до 1000 °C. Медь расплавилась при 1085 °C, тантал остался твёрдым — его точка плавления 3017 °C. Тантал сформировал пористый каркас, жидкая медь заполнила микроскопические полости, но не вытекла.

Это не сплав. В сплаве металлы смешиваются на атомном уровне, образуя единую кристаллическую решётку. Здесь два металла остаются в разных фазовых состояниях одновременно — твёрдое удерживает жидкое внутри себя, не растворяясь.

Как работает металлический каркас

Ключ — в геометрии пор. С помощью микрокомпьютерной томографии с высоким разрешением исследователи подтвердили внутреннее строение геля. Тантал образует трёхмерную сеть с микроскопическими полостями. Размер этих полостей критичен: слишком большие — жидкость вытечет, слишком маленькие — капиллярные силы не удержат достаточный объём.

Структура самоорганизуется в процессе охлаждения из расплава, когда тантал кристаллизуется первым, формируя каркас вокруг ещё жидкой меди. Критический порог объёма тантала составляет около 18 % для сохранения гелеобразной структуры.

Команда протестировала и другие пары: кальций-железо, висмут-железо. Принцип работает, если металлы не образуют интерметаллических соединений при рабочей температуре и сохраняют достаточную разницу в точках плавления.

Как гель генерирует электричество

Лабораторный прототип батареи состоял из двух металлических гелей, погружённых в расплавленную соль. Один электрод: кальций (жидкий) в каркасе из железа (твёрдое). Второй: висмут (жидкий) в том же железном каркасе. Расплавленная соль выступает электролитом, проводя ионы между электродами.

При нагреве до рабочей температуры возникает разница электрохимических потенциалов. Кальций отдаёт электроны через внешнюю цепь, висмут принимает их. Ионы перемещаются через солевой электролит, замыкая цепь.

Железный каркас обоих электродов сохраняет механическую стабильность — жидкие металлы не смешиваются, не деформируются и не вытекают даже при длительной работе. Прототип продемонстрировал работу в горизонтальной ориентации, что важно для мобильных применений.

Чем это отличается от обычных батарей

В литий-ионных батареях электроды твёрдые, электролит жидкий или гелевый, рабочая температура — от −20 °C до +60 °C. Здесь всё наоборот: электроды частично жидкие, рабочая температура на порядок выше. Это не замена существующим батареям, а новый класс устройств для условий, где литий-ионные решения физически не работают.

Где нужны батареи при экстремальных температурах

Концентрированные солнечные электростанции используют расплавленные соли для аккумуляции тепловой энергии при температурах 500–700 °C. Энергия хранится как тепло, преобразуется в электричество через паровые турбины. Металлические гелевые батареи могли бы напрямую накапливать электрическую энергию в таких условиях, повышая эффективность систем.

Промышленные печи, металлургические процессы, производство стекла и керамики работают при температурах 800–1500 °C. Сейчас эти системы не имеют собственного накопления энергии — они либо работают непрерывно, либо полностью отключаются. Высокотемпературные батареи позволили бы сглаживать нагрузку, использовать избыточную энергию, снижать пиковое потребление.

Космические аппараты, работающие на орбите Венеры или вблизи Солнца, сталкиваются с температурами, при которых обычная электроника отказывает. Для будущих миссий к Венере, подобных российскому проекту «Венера-Д», такие батареи могли бы решить проблему накопления энергии в экстремальных условиях. Они могли бы хранить избыточную энергию термоэлектрических генераторов для пиковых нагрузок при научных экспериментах.

Что дальше

Металлические гели не заменят батареи в телефонах или электромобилях. Они открывают новую нишу — хранение энергии в системах, где высокая температура не проблема, а рабочее условие.

Тантал — редкий и дорогой металл, его мировое производство около 1500 тонн в год. Команда сейчас исследует комбинации с более доступными материалами: железо, алюминий, магний в качестве каркаса; натрий, литий, цинк как жидкая фаза. Железо-натриевая система теоретически могла бы быть дешевле литий-ионных батарей при сопоставимой энергоёмкости в высокотемпературных приложениях.

Текущий прототип демонстрирует принцип работы, но не даёт цифр по энергетической плотности или количеству циклов заряда-разряда. Исследователи работают над оптимизацией состава, изучением долговременной стабильности и масштабированием технологии. Исследование опубликовано в журнале Advanced Engineering Materials.

Случайное наблюдение в ходе эксперимента превратилось в новый класс материалов. Какие комбинации металлов окажутся оптимальными для массового производства? Сможет ли российская научная сеть адаптировать технологию для отечественных промышленных процессов? Направление задано — энергетика экстремальных температур получила инструмент, который ещё предстоит освоить.

О чём это

  • Explainer/
  • Алексей Громов/
  • Наука/
  • Материя

Лента

    Xiaomi запускает Mijia Robot Vacuum and Mop 6 в Китае

    Xiaomi запускает Mijia Robot Vacuum and Mop 6 в Китае

    Мощность 28000Па, цена 2700 юаней, но в России нет официальных продаж

    Алина Джафарова6 мая 2026
    Заражённые Daemon Tools 12.5.0.2421‑12.5.0.2434

    Заражённые Daemon Tools 12.5.0.2421‑12.5.0.2434

    Kaspersky Lab предупреждает: версии 12.5.0.2421‑12.5.0.2434 заражены, а безопасную 12.6.0.2445 уже выпустили

    Сергей Ким6 мая 2026
    Apple объявила даты WWDC 2026 и анонсировала iOS 27

    Apple объявила даты WWDC 2026 и анонсировала iOS 27

    8 июня: iOS 27 с 7 новыми функциями, в том числе Siri‑чат и AI‑фичи в Photos

    Алина Джафарова5 мая 2026

    Редизайн иконок Google Workspace: от четырёхцветных контуров к градиентному различию

    Google заменил однообразные четырёхцветные иконки Workspace на градиентные, улучшив визуальное различие, ускорив поиск сервисов и повысив доступность для пользователей с ограниченным зрением.

    Алина Джафарова3 мая 2026

    Apple анонсировала iOS 27: дата выхода и новые функции

    WWDC 2026 (8 июня) анонсировал iOS 27 с Siri‑приложением и спутниковой связью

    Алина Джафарова3 мая 2026

    iPhone 18 Pro получит переменную диафрагму и AI‑режим Siri в iOS 27

    Apple готовит переменную диафрагму и AI‑режим Siri в iPhone 18 Pro для iOS 27

    Алина Джафарова30 апреля 2026

    vivo TWS 5i запущены: 50 часов работы, Bluetooth 5.4

    27 апреля 2026 года компания vivo анонсировала в Китае бюджетные беспроводные наушники TWS 5i с автономией до 50 часов, Bluetooth 5.4, двойным подключением и быстрой зарядкой 10 минут = 4 часа воспроизведения. В России модель продаётся через параллельный импорт по цене 2200‑2800 рублей, без официальной гарантии, что усложняет сервисное обслуживание.

    vivo TWS 5i запущены: 50 часов работы, Bluetooth 5.4
    Алина Джафарова28 апреля 2026

    Загрузки VPN в России выросли в 14 раз в 2026 году

    С начала 2026 года загрузки VPN‑приложений в России выросли в 14 раз. В марте россияне скачали более 9,2 млн через Google Play, что в 14 раз больше, чем в марте 2025 года. За первый квартал 2026 года суммарные загрузки достигли 21,27 млн, а за год зафиксировано 35,7 млн скачиваний. Три приложения из топ‑5 собрали по 2,5+ млн загрузок, подтверждая рост спроса после новых правил блокировки VPN‑трафика.

    Загрузки VPN в России выросли в 14 раз в 2026 году
    Алина Джафарова28 апреля 2026

    Samsung готовит Galaxy Z Fold 8 Wide к летнему запуску

    Samsung готовит к летнему запуску в июле 2026 года три складных смартфона (Galaxy Z Fold 8, Z Fold 8 Wide и Galaxy Z Flip 8). Все модели получат встроенную магнитную систему, аналогичную MagSafe, что решит дефицит совместимых чехлов в России, где в первом квартале продано 29 000 складных устройств. Ожидается анонс 22 июля в Лондоне, детали надёжности шарнира пока не раскрыты.

    Samsung готовит Galaxy Z Fold 8 Wide к летнему запуску
    Алина Джафарова28 апреля 2026

    Sony проверит цифровые лицензии PS4 и PS5 каждые 30 дней

    С 28 апреля Sony объявила, что цифровые лицензии для игр на консолях PS4 и PS5 будут проверяться каждые 30 дней. После мартовского обновления доступ к купленным онлайн‑играм будет отключаться до следующей синхронизации, если консоль не подключена к сети хотя бы раз в месяц. Физические диски не затронуты, а старые покупки остаются активными.

    Sony проверит цифровые лицензии PS4 и PS5 каждые 30 дней
    Алина Джафарова28 апреля 2026
    Loading...
Наука/Материя

Металлический гель: тантал удерживает жидкую медь при 1000°C

Уникальный материал сохраняет форму при 1000°C, создавая батареи для станций

7 ноября 2025, 01:12

Учёные из Texas A&M создали первый в мире металлический гель: тантал образует каркас, удерживая жидкую медь при 1000°C. При точке плавления меди 1085°C и тантала 3017°C материал сохраняет форму, а пористость ≈18% позволяет генерировать электроэнергию в батареях для солнечных станций, металлургических печей и космических аппаратов, где обычные аккумуляторы не работают.

Металлический гель: тантал удерживает жидкую медь при 1000°C

Краткое содержание

  • Учёные из Техаса создали первый в мире металлический гель: при 1000 °C тантал образует твёрдый каркас, а медь остаётся жидкой, заполняя микроскопические поры.
  • Гель работает как губка: твердый тантал удерживает жидкую медь, позволяя создавать батареи, работающие до 1000 °C, полезные для солнечных станций и космоса.
  • Исследователи ищут дешевые заменители тантала: железо, алюминий или магний в каркасе и натрий, литий или цинк в жидкой фазе, чтобы снизить стоимость.

# Металлический гель: как твёрдое и жидкое научились работать вместе

Исследователи нагрели смесь меди и тантала до 1000 °C. Медь расплавилась, тантал остался твёрдым. Получилась структура, которую материаловеды считали невозможной — первый в мире металлический гель.

Представьте губку, пропитанную водой. Губка держит форму, вода остаётся внутри. Металлический гель работает так же, только вместо губки — тантал при 1000 °C, вместо воды — расплавленная медь. Это первый материал, где твёрдое и жидкое сосуществуют в таких условиях.

Команда Техасского университета A&M под руководством профессора кафедры материаловедения и инженерии Майкла Демковица создала материал, который сохраняет форму при экстремальных температурах. Открытие может изменить технологии накопления энергии там, где обычные батареи не работают. Технология может заинтересовать российские лаборатории МФТИ или Курчатовского института, специализирующиеся на материаловедении для экстремальных условий.

Что такое металлический гель

Гель — это твёрдый каркас, удерживающий жидкость внутри микроскопических ячеек. Желатин, силикагель в пакетиках с электроникой, гидрогели в контактных линзах — все они работают при комнатной температуре. Металлический гель работает по тому же принципу, но при 1000 °C.

Изучая металлические пары в экстремальных условиях, команда нагрела смесь меди и тантала до 1000 °C. Медь расплавилась при 1085 °C, тантал остался твёрдым — его точка плавления 3017 °C. Тантал сформировал пористый каркас, жидкая медь заполнила микроскопические полости, но не вытекла.

Это не сплав. В сплаве металлы смешиваются на атомном уровне, образуя единую кристаллическую решётку. Здесь два металла остаются в разных фазовых состояниях одновременно — твёрдое удерживает жидкое внутри себя, не растворяясь.

Как работает металлический каркас

Ключ — в геометрии пор. С помощью микрокомпьютерной томографии с высоким разрешением исследователи подтвердили внутреннее строение геля. Тантал образует трёхмерную сеть с микроскопическими полостями. Размер этих полостей критичен: слишком большие — жидкость вытечет, слишком маленькие — капиллярные силы не удержат достаточный объём.

Структура самоорганизуется в процессе охлаждения из расплава, когда тантал кристаллизуется первым, формируя каркас вокруг ещё жидкой меди. Критический порог объёма тантала составляет около 18 % для сохранения гелеобразной структуры.

Команда протестировала и другие пары: кальций-железо, висмут-железо. Принцип работает, если металлы не образуют интерметаллических соединений при рабочей температуре и сохраняют достаточную разницу в точках плавления.

Как гель генерирует электричество

Лабораторный прототип батареи состоял из двух металлических гелей, погружённых в расплавленную соль. Один электрод: кальций (жидкий) в каркасе из железа (твёрдое). Второй: висмут (жидкий) в том же железном каркасе. Расплавленная соль выступает электролитом, проводя ионы между электродами.

При нагреве до рабочей температуры возникает разница электрохимических потенциалов. Кальций отдаёт электроны через внешнюю цепь, висмут принимает их. Ионы перемещаются через солевой электролит, замыкая цепь.

Железный каркас обоих электродов сохраняет механическую стабильность — жидкие металлы не смешиваются, не деформируются и не вытекают даже при длительной работе. Прототип продемонстрировал работу в горизонтальной ориентации, что важно для мобильных применений.

Чем это отличается от обычных батарей

В литий-ионных батареях электроды твёрдые, электролит жидкий или гелевый, рабочая температура — от −20 °C до +60 °C. Здесь всё наоборот: электроды частично жидкие, рабочая температура на порядок выше. Это не замена существующим батареям, а новый класс устройств для условий, где литий-ионные решения физически не работают.

Где нужны батареи при экстремальных температурах

Концентрированные солнечные электростанции используют расплавленные соли для аккумуляции тепловой энергии при температурах 500–700 °C. Энергия хранится как тепло, преобразуется в электричество через паровые турбины. Металлические гелевые батареи могли бы напрямую накапливать электрическую энергию в таких условиях, повышая эффективность систем.

Промышленные печи, металлургические процессы, производство стекла и керамики работают при температурах 800–1500 °C. Сейчас эти системы не имеют собственного накопления энергии — они либо работают непрерывно, либо полностью отключаются. Высокотемпературные батареи позволили бы сглаживать нагрузку, использовать избыточную энергию, снижать пиковое потребление.

Космические аппараты, работающие на орбите Венеры или вблизи Солнца, сталкиваются с температурами, при которых обычная электроника отказывает. Для будущих миссий к Венере, подобных российскому проекту «Венера-Д», такие батареи могли бы решить проблему накопления энергии в экстремальных условиях. Они могли бы хранить избыточную энергию термоэлектрических генераторов для пиковых нагрузок при научных экспериментах.

Что дальше

Металлические гели не заменят батареи в телефонах или электромобилях. Они открывают новую нишу — хранение энергии в системах, где высокая температура не проблема, а рабочее условие.

Тантал — редкий и дорогой металл, его мировое производство около 1500 тонн в год. Команда сейчас исследует комбинации с более доступными материалами: железо, алюминий, магний в качестве каркаса; натрий, литий, цинк как жидкая фаза. Железо-натриевая система теоретически могла бы быть дешевле литий-ионных батарей при сопоставимой энергоёмкости в высокотемпературных приложениях.

Текущий прототип демонстрирует принцип работы, но не даёт цифр по энергетической плотности или количеству циклов заряда-разряда. Исследователи работают над оптимизацией состава, изучением долговременной стабильности и масштабированием технологии. Исследование опубликовано в журнале Advanced Engineering Materials.

Случайное наблюдение в ходе эксперимента превратилось в новый класс материалов. Какие комбинации металлов окажутся оптимальными для массового производства? Сможет ли российская научная сеть адаптировать технологию для отечественных промышленных процессов? Направление задано — энергетика экстремальных температур получила инструмент, который ещё предстоит освоить.

О чём это

  • Explainer/
  • Алексей Громов/
  • Наука/
  • Материя

Лента

    Xiaomi запускает Mijia Robot Vacuum and Mop 6 в Китае

    Xiaomi запускает Mijia Robot Vacuum and Mop 6 в Китае

    Мощность 28000Па, цена 2700 юаней, но в России нет официальных продаж

    Алина Джафарова6 мая 2026
    Заражённые Daemon Tools 12.5.0.2421‑12.5.0.2434

    Заражённые Daemon Tools 12.5.0.2421‑12.5.0.2434

    Kaspersky Lab предупреждает: версии 12.5.0.2421‑12.5.0.2434 заражены, а безопасную 12.6.0.2445 уже выпустили

    Сергей Ким6 мая 2026
    Apple объявила даты WWDC 2026 и анонсировала iOS 27

    Apple объявила даты WWDC 2026 и анонсировала iOS 27

    8 июня: iOS 27 с 7 новыми функциями, в том числе Siri‑чат и AI‑фичи в Photos

    Алина Джафарова5 мая 2026

    Редизайн иконок Google Workspace: от четырёхцветных контуров к градиентному различию

    Google заменил однообразные четырёхцветные иконки Workspace на градиентные, улучшив визуальное различие, ускорив поиск сервисов и повысив доступность для пользователей с ограниченным зрением.

    Алина Джафарова3 мая 2026

    Apple анонсировала iOS 27: дата выхода и новые функции

    WWDC 2026 (8 июня) анонсировал iOS 27 с Siri‑приложением и спутниковой связью

    Алина Джафарова3 мая 2026

    iPhone 18 Pro получит переменную диафрагму и AI‑режим Siri в iOS 27

    Apple готовит переменную диафрагму и AI‑режим Siri в iPhone 18 Pro для iOS 27

    Алина Джафарова30 апреля 2026

    vivo TWS 5i запущены: 50 часов работы, Bluetooth 5.4

    27 апреля 2026 года компания vivo анонсировала в Китае бюджетные беспроводные наушники TWS 5i с автономией до 50 часов, Bluetooth 5.4, двойным подключением и быстрой зарядкой 10 минут = 4 часа воспроизведения. В России модель продаётся через параллельный импорт по цене 2200‑2800 рублей, без официальной гарантии, что усложняет сервисное обслуживание.

    vivo TWS 5i запущены: 50 часов работы, Bluetooth 5.4
    Алина Джафарова28 апреля 2026

    Загрузки VPN в России выросли в 14 раз в 2026 году

    С начала 2026 года загрузки VPN‑приложений в России выросли в 14 раз. В марте россияне скачали более 9,2 млн через Google Play, что в 14 раз больше, чем в марте 2025 года. За первый квартал 2026 года суммарные загрузки достигли 21,27 млн, а за год зафиксировано 35,7 млн скачиваний. Три приложения из топ‑5 собрали по 2,5+ млн загрузок, подтверждая рост спроса после новых правил блокировки VPN‑трафика.

    Загрузки VPN в России выросли в 14 раз в 2026 году
    Алина Джафарова28 апреля 2026

    Samsung готовит Galaxy Z Fold 8 Wide к летнему запуску

    Samsung готовит к летнему запуску в июле 2026 года три складных смартфона (Galaxy Z Fold 8, Z Fold 8 Wide и Galaxy Z Flip 8). Все модели получат встроенную магнитную систему, аналогичную MagSafe, что решит дефицит совместимых чехлов в России, где в первом квартале продано 29 000 складных устройств. Ожидается анонс 22 июля в Лондоне, детали надёжности шарнира пока не раскрыты.

    Samsung готовит Galaxy Z Fold 8 Wide к летнему запуску
    Алина Джафарова28 апреля 2026

    Sony проверит цифровые лицензии PS4 и PS5 каждые 30 дней

    С 28 апреля Sony объявила, что цифровые лицензии для игр на консолях PS4 и PS5 будут проверяться каждые 30 дней. После мартовского обновления доступ к купленным онлайн‑играм будет отключаться до следующей синхронизации, если консоль не подключена к сети хотя бы раз в месяц. Физические диски не затронуты, а старые покупки остаются активными.

    Sony проверит цифровые лицензии PS4 и PS5 каждые 30 дней
    Алина Джафарова28 апреля 2026
    Loading...
ГлавнаяПоиск
banner