مستشعر النقاط الكمومية الصديق للبيئة الأعلى أداءً في العالم دون الحاجة إلى مصدر طاقة خارجي

(أخبار Nanowerk) في معهد دايجو جيونجبوك للعلوم والتكنولوجيا (DGIST)، حقق البروفيسور جي وونج يانج من قسم علوم وهندسة الطاقة إنجازًا رائدًا. بالتعاون مع فريق البروفيسور مون كي تشوي في قسم هندسة المواد الجديدة بمعهد أولسان الوطني للعلوم والتكنولوجيا ومجموعة البروفيسور داي هيونج كيم في قسم الهندسة الكيميائية والجزيئية الحيوية بجامعة سيول الوطنية، قاموا بتطوير أكثر الأنظمة الصديقة للبيئة تقدمًا في العالم. النقطة الكمومية مستشعر الصورة. ومن اللافت للنظر أن هذا الجهاز يعمل بدون أي طاقة خارجية، مستغلًا التأثير الكهروضوئي لقياس إشارة ضوئية مستقرة. وقد تم نشر هذه النتائج في أكس نانو ("كاشفات ضوئية ذات نقاط كمومية فائقة الدقة وخالية من المعادن الثقيلة وخالية من النحاس والنحاس لمراقبة الصحة يمكن ارتداؤها"). ملخص رسومي للعمل. (الصورة: DGIST) هذا الابتكار له أهمية خاصة اليوم، حيث أن شيخوخة السكان وجائحة كوفيد-19 تزيد من الحاجة إلى أجهزة مراقبة الرعاية الصحية التي يمكن ارتداؤها بشكل مريح لفترات طويلة. أجهزة الاستشعار الضوئية التقليدية القائمة على السيليكون، والتي غالبًا ما تعتبر ثقيلة وصلبة للغاية بحيث لا يمكن ارتداؤها على المدى الطويل، تكافح من أجل التقاط الإشارات البيومترية بدقة بسبب عدم قدرتها على الحفاظ على اتصال وثيق بالجلد. في تقدم علمي كبير، كرمت جائزة نوبل في الكيمياء لهذا العام ثلاثة علماء لعملهم الرائد في النقاط الكمومية، وهي اللبنات الأساسية لعلم النانو. تمتلك جزيئات أشباه الموصلات الصغيرة جدًا هذه، التي يبلغ قياسها مجرد نانومتر، خصائص بصرية وكهربائية فائقة مقارنة بأشباه الموصلات التقليدية. وهذا يتيح فصل الإلكترون عن ثقب الإلكترون بشكل أسرع، مما يجعلها مثالية لتطبيقات أجهزة الاستشعار الضوئي. ومع ذلك، فإن معظم أجهزة الاستشعار الضوئية ذات النقاط الكمومية في الأبحاث الحالية عبارة عن هياكل سميكة بحجم ميكرومتر غالبًا ما تحتوي على معادن ثقيلة سامة مثل كبريتيد الرصاص، مما يجعلها غير مناسبة للتكنولوجيا القابلة للارتداء. وفي تحدٍ للافتراضات العامة حول الأداء الرديء للنقاط الكمومية الصديقة للبيئة، أحدث فريق البحث ثورة في هذا المجال. لقد عززوا الخواص الكهربائية للنقاط الكمومية من النحاس والإنديوم وسيلينيد (Cu-In-Se)، الخالية من المعادن الثقيلة، من خلال التحكم الدقيق في حجمها وتكوينها. بالإضافة إلى ذلك، قاموا بتطوير طبقة نقل شحنة هجينة عضوية وغير عضوية مبتكرة مصممة خصيصًا لهذه النقاط الكمومية، وبلغت ذروتها في مستشعر ضوئي صديق للبيئة يتفوق في الأداء على نظيراته السامة. يُظهر مستشعر النقاط الكمومية الصديق للبيئة الخاص بالفريق أداءً استثنائيًا مع طبقة امتصاص النقاط الكمومية التي تبلغ حوالي 40 نانومتر فقط. كما أنه يُظهر أيضًا قدرات رائعة في اكتشاف الضوء دون الحاجة إلى مصدر طاقة خارجي، مما يجعله مناسبًا للغاية لتطبيقات أجهزة الاستشعار الضوئي القابلة للارتداء. وقام الباحثون بتوسيع هذه التكنولوجيا من خلال إنشاء جهاز استشعار نبض يمكن ارتداؤه. يجمع هذا المستشعر بين المستشعر الضوئي ومصدر الضوء على ركيزة بوليمر مرنة، مما يضمن التشغيل المستقر حتى في ظل الانحناء الكبير وأثناء الأنشطة البدنية المختلفة مثل المشي والجري. في تعليقاتهم، سلط البروفيسور جي وونغ يانغ من DGIST الضوء على النجاح في تطوير مستشعر ضوئي عالي الأداء وصديق للبيئة من خلال التحكم الهيكلي الاستراتيجي وتحسين الطبقة. وفي الوقت نفسه، تصور البروفيسور مون كي تشوي من UNIST تطبيقات متنوعة لهذه التكنولوجيا، بدءًا من كاميرات الليدار والأشعة تحت الحمراء إلى الجيل التالي من أنظمة مراقبة الرعاية الصحية القابلة للارتداء، وذلك بفضل تصميمها الرفيع للغاية والمرن للغاية والاستقلال عن مصادر الطاقة الخارجية.

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
• أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
• أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
• المصدر https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=64218.php