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)境敏感的應用中顯示出巨大的潛力。良好的離子導體材料例如在燃料電池和電池以及熱電應用的固體電解質(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)可以準確描述當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）和他的導師謝爾蓋·西馬克（Sergei Simak）教授在科學雜志《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體。該電流由氧化物離子傳導的氧化物，是所有已確定的耐磨熱電偶中最細的氧化物離子導體。實驗表明，它在低溫下具有低電導率，但是在加熱時會經(jīng)歷相轉(zhuǎn)變成具有高離子電導率的動態(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提供的功能材料材料科學。
