نقاط کوانتومی به کمک خودرو های خودران می آیند
به گزارش اسمارت کاور، با تولید آشکارسازهای مادون قرمز با نقاط کوانتومی، خودرو های خودران از عملکرد بهتری نسبت به سیستم های آشکارساز فعلی برخوردار خواهند شد.
به گزارش اسمارت کاور به نقل از مهر، آشکارسازهای حرکتی، خودرو های خودران و ماهواره ها چه وجه مشترکی دارند؟ همه آنها حاوی آشکارسازهایی برای شناسایی نور مادون قرمز (IR) هستند. چنین آشکارسازهایی در هسته خود علاوه بر الکترونیک بازخوانی معمولا از یک ماده نیمه هادی کریستالی تشکیل شده اند. ساخت چنین موادی چالش برانگیز است؛ آنها اغلب به شرایط بد محیطی مانند دمای بسیار بالا و انرژی زیادی حساسیت دارند. تیمی به رهبری ایوان شوربالکو از لابراتوار حمل و نقل در مقیاس نانو در EMPA درحال کار بر روی آشکارسازهای IR کوچک ساخته شده حاوی نقاط کوانتومی هستند.
درک مفهوم نقاط کوانتومی برای اغلب مردم ساده به نظر نمی رسد. شوربالکو توضیح می دهد: «خواص یک ماده نه تنها به ترکیب شیمیایی، بلکه به ابعاد آن هم بستگی دارد. اگر ذرات کوچکی از یک ماده خاص تولید کنید، امکان دارد خواص متفاوتی نسبت به قطعات بزرگتر از همان ماده داشته باشند. این به علت اثرات کوانتومی است، ازاین رو نقاط کوانتومی نامیده می شود.»
برای کشف و سنتز این ذرات جذاب، مونگی باوندی، لوئیس ای بروس و الکسی اکیموف در سال ۲۰۲۳ جایزه نوبل شیمی را دریافت نمودند.
نقاط کوانتومی کلوئیدی در یک محلول قرار می گیرند و می توانند با استفاده از پوشش چرخشی یا چاپ روی مواد مختلف اعمال شوند، این مواد ارزان تر، کم مصرف تر و انعطاف پذیرتر از نیمه هادی های معمولی هستند.
گروه تحقیقاتی ماکسیم کووالنکو در لابراتوار فیلمهای نازک و فتوولتائیک بیشتر از ده سال است که روی سنتز نقاط کوانتومی از مواد مختلف کار می کند. شوربالکو و تیمش در این پروژه نقاط کوانتومی را برای تولید اجزای الکترونیکی کارآمدآشکارسازهای IR استفاده نمود.
در سال ۲۰۲۳، محققان Empa موفق شدند یک آشکارساز IR ساخته شده از نقاط کوانتومی را روی یک فیبر پلیمری نوری چاپ کنند، کاری که با روش های ساخت آشکارسازهای IR معمولی امکانپذیر نیست. برای دستیابی به این هدف، شوربالکو و دانشجوی دکترای او گوخان کارا با متخصص مواد، کووالنکو، با یاروسلاو رومانیوک، متخصص چاپ از لابراتوار فیلمهای نازک و فتوولتائیک Empa، و با متخصص فیبر، رنه روسی از لابراتوار غشاء و فرآیندهای بیومیمتیک وارد همکاری شدند تا در نهایت این پروژه انجام شد.
یکی از کاربردهای احتمالی این فناوری منسوجات هوشمند خواهد بود. شوربالکو می گوید: «بازار جهانی نساجی بزرگ تر و سریع تر از بازار لوازم الکترونیکی مصرفی درحال رشد است. منسوجات تخصصی بخصوص می توانند از آشکارسازهای IR انعطاف پذیر بهره مند شوند، لباس های کاربردی برای آتش نشانان یا منسوجات پزشکی برای نظارت بر بیمار همچون این کاربردها هستند.
از آنجاییکه هر آشکارساز از نقاط کوانتومی گوناگونی به اندازه پنج نانومتر تشکیل شده است، میتوان آشکارسازهای IR بسیار کوچکی ساخت. یک آشکارساز سریع مبتنی بر نقاط کوانتومی می تواند جایگزین سامانه های فعلی شده و سیستم های لیدار قدرتمند، ایمن و مقرون به صرفه را ارائه نماید.
منبع: اسمارت كاور
مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب