固態(tài)材料實際上并不像看起來那樣堅固。通常，每個原子通常圍繞材料中的特定位置振動。大多數(shù)旨在定義耐磨熱電偶的理論模型都是基于這樣的概念，即原子保持其位置并且不會與它們相距很遠。
鈣鈦礦通過其晶體結(jié)構(gòu)來識別，并以各種形式出現(xiàn)。它們的元素既可以是分子，也可以是原子。分子中的原子振動，但整個分子也可以旋轉(zhuǎn)，這意味著原子的移動比計算中經(jīng)常假定的移動得多。
動態(tài)無序的耐磨熱電偶
表現(xiàn)出這種非典型行為的材料稱為“動態(tài)無序的耐磨熱電偶”。耐磨熱電偶在對環(huán)境敏感的應(yīng)用中顯示出巨大的潛力。良好的離子導(dǎo)體材料例如在燃料電池和電池以及熱電應(yīng)用的固體電解質(zhì)的開發(fā)中顯示出潛力。
然而，材料的特性在理論上很難計算，并且科學(xué)家一再被迫使用費力的實驗。
喬納斯·克拉伯林（Jonas Klarbring）制定了一種計算技術(shù)，該技術(shù)可以準(zhǔn)確描述當(dāng)這些耐磨熱電偶被加熱并經(jīng)歷相變時發(fā)生的情況。約翰·克拉布林（Johan Klarbring）和他的導(dǎo)師謝爾蓋·西馬克（Sergei Simak）教授在科學(xué)雜志《物理評論快報》上報告了研究結(jié)果。
氧化鉍
他們研究了氧化鉍（Bi 2 O 3），氧化鉍是一種極好的離子導(dǎo)體。該電流由氧化物離子傳導(dǎo)的氧化物，是所有已確定的耐磨熱電偶中最細的氧化物離子導(dǎo)體。實驗表明，它在低溫下具有低電導(dǎo)率，但是在加熱時會經(jīng)歷相轉(zhuǎn)變成具有高離子電導(dǎo)率的動態(tài)無序相。
鈣鈦礦接下來
理論計算與材料在實驗室實驗中的作用完全一致。
科學(xué)家們目前計劃在其他刺激性材料（例如鈣鈦礦）和具有高鋰離子電導(dǎo)率的材料上測試該技術(shù)。后者對于高性能電池的發(fā)展很感興趣。
“一旦我們對材料有了深刻的理論理解，它將為針對特定應(yīng)用優(yōu)化它們的可能性提供更多的機會，” Johan Klarbring總結(jié)道。
這項研究得到了瑞典研究委員會和瑞典政府戰(zhàn)略研究區(qū)倡議的支持，該倡議由林雪平大學(xué)提供的功能材料材料科學(xué)。
