Bỏ qua Lệnh Ruy-băng Bỏ qua nội dung chính
Tìm kiếm
Tìm kiếm
Hình ảnh liên kết
Liên kết webiste trong tỉnh
Liên kết webiste các tỉnh
Lượt truy cập

 

 Nội dung

 
​Chât hấp thu băng thông rộng “gần hoàn hảo” với công dụng tiềm năng trong pin mặt trời, cửa sổ và tàng hình   07-02-2017
Một vật liệu dẻo mới do các kỹ sư Đại học California, San Diego (UCSD) phát triển được tuyên bố có thể loại bỏ các phần khác nhau của phổ điện từ đồng thời cho phép những phần khác đi qua như trở nên mờ đục với ánh sáng hồng ngoại nhưng trong suốt với ánh sáng nhìn thấy chẳng hạn. Vật liệu có tiềm năng cải thiện rất đáng kể hiệu suất pin mặt trời hoặc tạo ra lớp phủ của sổ không chỉ cho ánh sáng nhìn thấy đi vào và cản nhiệt mà còn có thể ngăn ngừa nghe lén thiết bị điện tử bằng cách cản các tín hiệu điện từ.


Các nhà nghiên cứu vừa tạo ra một dạng vật liệu có thể hấp thụ một tần số ánh sáng trong vẫn trong suốt với tần số khác với các phiên bản “được tinh chỉnh” tương lai của vật liệu có thể cải thiện hiệu suất tế bào năng lượng mặt trời và lớp phủ cửa sổ hoặc chặn các tần số vô tuyến không mong muốn (Ảnh: Đại học California, San Diego)

Có rất nhiều các vật liệu có khả năng hấp thu hoàn hảo nhiều bước ánh sáng khác nhau nhưng chúng thường không phù hợp để sử dụng hằng ngày do chi phí cao, cồng kềnh hoặc đơn giản là phi thực tế. Ngoài ra, chúng chỉ áp dụng cho một phạm vi tần số rất lựa chọn, làm hạn chế hơn nữa khả năng ứng dụng rộn rãi của chúng.

Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu UCSD chịu trách nhiệm tạo ra một vật liệu mới mỏng, dẻo và trong suốt với ánh sáng nhìn thấy tuyên bố nó là một chất hấp thu băng thông rộng gần như hoàn hảo, hút hơn 87% ánh sáng ở tần số cận hồng ngoại (bước sóng từ 1.200 đến 2.200 nanomet) trong khi vẫn mỏng và dẻo. Vật liệu còn được tuyên bố hấp thu 98% bước sóng cơ bản được sử dụng trong truyền thông quang, bước sóng khoảng 1.550 nanomet. Nó cũng hấp thu ánh sáng ở bất kỳ góc nào.

Theo các nhà nghiên cứu, các thông số đó là dành cho vật liệu có hiện tại và họ tin nó rốt cuộc có thể thay đổi để hấp thu các tần số ánh sáng cụ thể trong khi vẫn cho các tần số khác đi qua.

“Vật liệu này cung cấp khả năng hấp thụ băng thông rộng nhưng có tính lựa chọn mà có thể tinh chỉnh cho các phần cụ thể của phổ điện từ”, Giáo sư Zhaowei Liu cho biết.

Vật liệu được tạo ra bằng cách rải các hệ thống bố trí ống nano được làm từ các lớp xen kẽ kẽm oxit và kẽm oxit pha nhôm chiều cao khoảng 1.730 nanomet và đường kính khoảng 660 đế 770 nanomet. Ban đầu được chế tạo trên một chất nền silic rắn, các ống nano được chuyển sang một vật liệu polyme đàn hồi mỏng và trong suốt để tạo ra phiên bản cuối cùng của vật liệu.

Mỗi ống nano đóng vai trò là một bóng bán dẫn trong cấu trúc nano hoàn thiện với các mức độ “pha” khác nhau được áp dụng để kiểm soát dòng electron tự do.

Trong trường hợp này, sự kết hợp giữa kẽm oxit vốn có khối lượng electron tự do trung bình với kẽm oxit pha nhôm vốn sở hữu khối lượng lớn electron tự do cung cấp sự chuyển động đủ của electron tự do để tạo ra một sự cộng hưởng Plasmon bề mặt – đó chính là sự giao động cộng hưởng của các electron tự do xuất hiện trên bề mặt của các hạt nano kim loại đáp lại với một số bước ánh sáng – đủ để ngăn cản các tần số ánh sáng cụ thể.

Thay đổi tỉ lệ các electron tự do bằng cách thay đổi các thuộc tính hóa lý của ống nano và các bước sóng khác sẽ có thể được điều chỉnh, theo các nhà nghiên cứu.

“Làm cho con số này thấp hơn, chúng ta có thể đẩy cộng hưởng Plasmon đến hồng ngoại. Làm cho nó cao hơn với nhiều electron hơn, chúng ta có thể đẩy cộng hưởng Plasmon lên đến vùng cực tím”, Giáo sư Donald Sirbuly cũng từ UCSD cho biết.

Nghiên cứu sinh Tiến sỹ về kỹ thuật nano tại UCSD Conor Riley bổ sung thêm: “Có nhiều thông số khác nhau mà chúng tôi có thể thay đổi trong thiết kế này để điều chỉnh dải hấp thu của vật liệu: kích thước khoảng cách giữa các ống, tỉ lệ các vật liệu thành phần, dạng vật liệu và mật độ chất vận chuyển electron. Các mô phỏng của chúng tôi chỉ ra rằng việc này là có thể”.

Nếu các thuộc tính đó được hiện thực hóa, vật liệu còn có thể hỗ trợ hội tụ các bước sóng ánh sáng cụ thể lên tế bào năng lượng mặt trời để mang lại khả năng hấp thụ photon tốt hơn trong khi cản tác động có nguy cơ hủy hoại của nhiệt hồng ngoại.

Các nhà nghiên cứu tin rằng hệ thống sắp xếp ống nano này còn có thể chuyển sang nhiều bề mặt khác và có tiềm năng áp dụng cho diện tích bề mặt lớn như cửa sổ để đóng vai trò là thiết bị hấp thu băng thông rộng.

Mặc dù phần lớn vẫn còn ở giai đoạn mẫu thử hoạt động được, các nhà nghiên cứu dự định sẽ nghiên cứu xa hơn nữa bằng cách phân tích ảnh hưởng của nhiều vật liệu, cách bố trí vật lý và các thuộc tính bán dẫn khác nhau trong nỗ lực tạo ra các loại vật liệu hấp thu ánh sáng ở các bước sóng khác nhau để sử dụng cho đa dạng các ứng dụng.

LH (New Atlas)

In nội dung
Các tin đã đăng ngày
Chọn một ngày từ lịch.
 
 

 THÔNG BÁO

 
 

 Thủ tục hành chính

 
 

 Hình ảnh hoạt động

 
  • PGS.TS Phạm Văn Sáng, Giám đốc...
  • PGS.TS Phạm Văn Sáng, Giám đốc...
  • PGS.TS Phạm Văn Sáng, Giám đốc...
  • TS. Trần Chí Thành, Viện trưởn...
  • TS.Nguyễn Vũ Quỳnh, Trưởng phò...
  • Ông Nguyễn Hùng Phong, Giám đố...
  • Các đồng chí: Nguyễn Phú Cường...
  • Các đồng chí nguyên lãnh đạo B...
  • Quang cảnh tại lễ kỷ niệm 40 n...
  • Môn cờ tướng thu hút 11 vận độ...
VIDEO CLIP
  • Ứng dụng công nghệ đèn LED trong sản xuất đạt hiệu quả cao
  • Đoàn xúc tiến đầu tư tại Đài Loan làm việc với Công ty Công nghệ sinh học Vạn Bảo Lộc
  • Đồng Nai là tỉnh đầu tiên được đo hàm lượng vàng
  • Công bố chỉ dẫn địa lý cho chôm chôm Long Khánh
  • Hội thảo nhân rộng mô hình ứng dụng công nghệ cao trong sản xuất nông nghiệp
  • Hội nghị cán bộ công chức và triển khai nhiệm vụ khoa học và công nghệ năm 2015
  • Vũ điệu đen tối "đồng hồ xăng" phần 2
  • Vũ điệu đen tối "đồng hồ xăng" phần 1
  • Nhiều trạm xăng dầu sử dụng công nghệ cao gắn chíp qua mắt người tiêu dùng và các cơ quan chức năng
  • Ký kết thỏa thuận hợp tác với trường Đại học Okayama (Nhật Bản)