خانه / دانش / انرژی / کشف قابلیت های جدید جمع آوری نور

کشف قابلیت های جدید جمع آوری نور

160714100313_1_540x360

دانشمندان برای اولین بار یک مکانیزم محدود انرژی کوانتومی یعنی جایی که جذب ذرات کوانتومی و ذرات نانوی TiO2 به راحتی انجام شده و تبدیل به نور مرئی می شود را کشف کرده اند.
این کشفیات جدید می تواند زمینه ساز طراحی جدیدی از مواد کمپوزیت برای جمع آوری نور و کاربردهای اپتوالکترونیک باشند.
به گفته ی دکتر کین لی، در مرکز مهندسی محیط زیست و میکرو-نانو تکنولوژی کویینزلند، کاربرد های این تحقیقات در زندگی واقعی بسیار پر زیاد است، مانند کار سلول های خورشیدی و تصفیه ی آب به وسیله ی نور خورشید.
به گفته ی وی: “هر جایی که نور خورشید زیادی وجود دارد، ما می توانیم آن را بر روی این نانو ماده ها هدایت کنیم تا انرژی خورشیدی را جمع کرده و آب تصفیه شده فراهم کنیم.”
دکتر کین لی در ادامه بیان می کند :” این مکانیزم می تواند به طرز چشم گیری برای جمع آوری نور مهم و قابل استفاده باشد. مسئله ی مهم تری که وجود دارد این است که ما راه ساده ای فراهم کرده ایم تا یک ماده ی جاذب امواج ماوراء بنفش تولید کنیم که با جذب محدوده ای خاص از انرژی الکتریکی تبدیل به یک جذب کننده ی نور مرئی شود.”
در مقایسه با امواج ماوراء بنفش که تنها ۵ درصد از انرژی خورشیدی را تامین می کنند، نور مرئی ۴۳ از آن را شامل می شود.
تلاش های زیادی شده است تا جذب کنندگی نور مرئی مواد ساخته شده از عنصر تیتانیم را افزایش دهند و در کل بتوانند موادی با قدرت جذب کنندگی بالا تولید کنند.
روش هایی که برای عنصر تیتانیم به کار رفته اند، شامل افزودن یون ها به ماده، افزودن کربن، افزودن نیتروژن و هیدروژناسیون بوده که غالبا نیازمند شرایطی سخت و دقیق مانند دما و فشار بالا هستند تا بتوانند TiO2 اصلاح شده و مورد نیاز را تولید کنند.
بر اساس مقاله ی نوشته شده توسط این دانشمندان در نشریه ی “Chemical Communication” (ارتباطات شیمیایی)، مشاهده شده که پس از ترکیب ذرات TiO2 با ذرات کوانتومی گرافین (شکلی از کربن)، ماده ی کمپوزیتی حاصل، با استفاده از یک مکانیزم جذب انرژی کوانتومی، نور مرئی را به خود جذب می کند.
دکتر لی می گوید : “ما از رسیدن به این نتیجه بسیار هیجان زده شدیم: هنگامی که دو ماده ی جاذب ماوراء بنفش یعنی TiO2 و ذرات ریز گرافین، با یکدیگر ترکیب شدند، شروع به جذب در ناحیه ی مرئی کردند و از همه مهم تر اینکه، میزان انرژی بر اساس اندازه ی ذرات کوانتومی گرافین مشخص می شود.”
“ما این پدیده را “quantum-confined bandgap narrowing” نام گذاری کردیم و این مکانیزم را شاید در آینده بتوان براب تمامی مواد نیمه رسانا هنگامی که در ترکیب با ذرات کوانتومی گرافین باشند، مورد استفاده قرار داد زیرا میزان کردن آسان محدوده ی انرژی، به مقدار زیادی در دستگاه هایی که بر پایه ی کار نیمه رسانا ها ساخته می شوند، کاربرد دارد.”
عنوان این مقاله بر روی جلد نشریه ی “ارتباطات شیمیایی” قرار گرفت و تحقیقات جدید این گروه در ارتباط با مکانیزم های فلوئورسنس ذرات کوانتومی گرافین، اخیرا در نشریه ی “Nanoscale” (مقیاس نانو) به چاپ رسیده است.
منبع :

sciencedaily

درباره ی طناز امیری نیا

همچنین ببینید

غیر‌اخلاقی یا انسانی؟ نسل‌کشی پشه‌ها برای نجات جان انسان‌ها

اگر یک موجود در دنیا باشد که حرص و غضب جمعی را در کل سیاره …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *