Rewolucja nanokryształów, czyli jak telewizory staną się jaśniejsze, a panele słoneczne wydajniejsze
Naukowcy z Curtin University dokonali znaczącego przełomu w dziedzinie nanotechnologii, odkrywając metodę poprawy tego, jak cząsteczki przylegają do powierzchni nanokryształów. To odkrycie niesie obietnicę zwiększenia wydajności wielu technologii, wliczając w to zarówno jaśniejsze panele telewizorów, jak i wydajniejsze panele słoneczne, a nawet sprzęty do zaawansowanej diagnostyki medycznej. Kluczowym elementem tego postępu jest możliwość kontrolowania kształtu nanokryształów, a to szczególnie tych wykonanych z siarczku cynku, co otwiera drogę do optymalizacji ich interakcji z otaczającymi cząsteczkami.
Czytaj też: Sąsiad zamontował panele, a ty cierpisz. Fotowoltaiczny koszmar dopadł Polaków
Tak się składa, że nanokryształy to wyjątkowe, a na dodatek niezwykle małe cząstki, które zazwyczaj mają kilka nanometrów i posiadają unikalne właściwości elektryczne, optyczne i chemiczne. Te cechy sprawiają, że są niezastąpione w wielu zastosowaniach, dzięki czemu ich ulepszenie może mieć szeroki wpływ na otaczającą nas rzeczywistość. Lepsze nanokryształy to bowiem wydajniejsze panele słoneczne w konwersji energii słonecznej na elektryczną czy nawet lepsze diody LED w zakresie jasności oraz wierności względem rzeczywistych barw. Tyczy się to również tych, które zostały wzięte na tapet przez naukowców, czyli nanokryształach siarczku cynku.
Czytaj też: Jak wyciskać z paneli słonecznych jeszcze więcej prądu? SolarEdge pokazało inwerter idealny
Kluczowym odkryciem w badaniach było to, jak kształt tych nanokryształów wpływa na przyłączanie się cząsteczek, zwanych ligandami, do ich powierzchni. Ligandy odgrywają w całym procesie kluczową rolę, ponieważ wpływają na to, jak nanokryształy działają w różnych środowiskach. W swoich badaniach zespół naukowców odkrył, że bardziej płaskie nanokryształy, znane jako nanopłytki, pozwalają ligandom na efektywniejsze przyłączanie się w porównaniu do innych kształtów, takich jak nanokropki czy nanopręty. Płaski kształt zwiększa zresztą sam w sobie powierzchnię dostępną do wiązania cząsteczek, a to z kolei poprawia poprawia interakcję nanokryształu z otoczeniem.
Czytaj też: Sprawdzili, jak panele słoneczne wpływają na miasta. Takiego klimatycznego kosztu nikt się nie spodziewał
Tak oto naukowcy odkryli sposób na zrewolucjonizowanie optoelektroniki, a więc grupy urządzeń, które albo wytwarzają światło, albo wykorzystują je do działania. Należą do nich diody LED (stosowane w oświetleniu domowym i ekranach telewizorów), ogniwa słoneczne (które przekształcają światło słoneczne w energię elektryczną), fotodetektory (używane w kamerach i czujnikach) oraz diody laserowe (wykorzystywane w komunikacji światłowodowej). Wszystkie te technologie wymagają możliwie najlepszej kontroli światła i energii elektrycznej, a nowe odkrycie może znacząco poprawić ich wydajność. W miarę jak naukowcy będą kontynuować badania nad potencjałem nanokryształów i ich zastosowaniami, przyszłość optoelektroniki i produkcji energii będzie prezentowała się w coraz jaśniejszych barwach