חיישן נקודות קוונטי ידידותי לסביבה בעל הביצועים הגבוהים ביותר בעולם ללא צורך במקור מתח חיצוני

(חדשות Nanowerk) במכון Daegu Gyeongbuk למדע וטכנולוגיה (DGIST), פרופסור Ji-woong Yang מהמחלקה למדע והנדסת אנרגיה השיג הישג פורץ דרך. בשיתוף פעולה עם הצוות של פרופסור מון-קי צ'וי במחלקה להנדסת חומרים חדשים של המכון הלאומי למדע וטכנולוגיה של אולסן וקבוצתו של פרופסור די-היונג קים במחלקה להנדסה כימית וביו-מולקולרית של האוניברסיטה הלאומית של סיאול, הם פיתחו את הידידותית לסביבה המתקדמת בעולם נקודה קוונטית חיישן פוטו. למרבה הפלא, מכשיר זה פועל ללא כל מתח חיצוני, ורותם את האפקט הפוטו-וולטאי למדידת אותות אור יציבה. תוצאות אלו פורסמו ב ACS ננו ("גלאי צילום נקודות קוונטיים נטולי מתכות כבדות אולטראטין לניטור בריאות לביש"). תקציר גרפי של העבודה. (תמונה: DGIST) החידוש הזה רלוונטי במיוחד היום, שכן האוכלוסייה המזדקנת ומגיפת ה-COVID-19 מעצימים את הצורך במכשירי ניטור רפואיים שניתן ללבוש אותם בנוחות לתקופות ממושכות. חיישני פוטו מסורתיים מבוססי סיליקון, הנחשבים לרוב כבדים ונוקשים מדי ללבוש ארוך טווח, נאבקים ללכידת אותות ביומטריים במדויק בשל חוסר יכולתם לשמור על מגע קרוב עם העור. בהתקדמות מדעית משמעותית, פרס נובל לכימיה השנה כיבד שלושה מדענים על עבודתם החלוצית בנושא נקודות קוונטיות, אבני הבניין של מדע הננו. חלקיקי מוליכים למחצה קטנים במיוחד אלה, המודדים ננומטרים בלבד, בעלי תכונות אופטיות וחשמליות מעולות בהשוואה למוליכים למחצה רגילים. זה מאפשר הפרדה מהירה יותר של חורי אלקטרונים ואלקטרונים, מה שהופך אותם לאידיאליים עבור יישומי חיישן פוטו. עם זאת, רוב חיישני הנקודות הקוונטיים במחקר הנוכחי הם מבנים עבים בקנה מידה של מיקרומטר המכילים לרוב מתכות כבדות רעילות כמו עופרת גופרתי, מה שהופך אותם לבלתי מתאימים לטכנולוגיה לבישה. בניגוד להנחות כלליות לגבי ביצועים נחותים של נקודות קוונטיות ידידותיות לסביבה, צוות המחקר חולל מהפכה בתחום זה. הם שיפרו את התכונות החשמליות של נקודות קוונטיות נחושת-אינדיום-סלניד (Cu-In-Se), ללא מתכות כבדות, באמצעות שליטה קפדנית על גודלן והרכבן. בנוסף, הם פיתחו שכבת העברת מטען היברידית אורגנית-אי-אורגנית חדשנית המותאמת לנקודות הקוונטיות הללו, שהגיעה לשיאה בחיישן פוטו ידידותי לסביבה שמתעלה על מקביליו הרעילים. חיישן הפוטו-קוונטי נקודות הידידותי לסביבה של הצוות מציג ביצועים יוצאי דופן עם שכבת ספיגת נקודות קוונטית של כ-40 ננומטר בלבד. הוא גם מפגין יכולות זיהוי אור יוצאות דופן ללא צורך במקור מתח חיצוני, מה שהופך אותו למתאים מאוד ליישומי חיישן פוטו לביש. החוקרים הרחיבו עוד יותר את הטכנולוגיה הזו על ידי יצירת חיישן דופק לביש. חיישן זה משלב את החיישן הפוטו עם מקור אור על מצע פולימרי גמיש, המבטיח פעולה יציבה גם תחת עקמומיות משמעותיות ובמהלך פעילויות גופניות שונות כמו הליכה וריצה. בהערותיהם, פרופסור Ji-woong Yang של DGIST הדגיש את ההצלחה בפיתוח חיישן פוטו קוונטי נקודות ידידותי לסביבה בעל ביצועים גבוהים באמצעות בקרה מבנית אסטרטגית ואופטימיזציה של שכבות. בינתיים, פרופסור מון-קי צ'וי מ-UNIST ראה בעיני רוחו יישומים מגוונים עבור טכנולוגיה זו, החל ממצלמות לידר ואינפרא אדום ועד למערכות ניטור לבישות לבישות של שירותי בריאות, הודות לעיצוב הדק במיוחד והגמיש ביותר שלה ואי-תלות במקורות חשמל חיצוניים.

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
• PlatoESG. פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
• PlatoHealth. מודיעין ביוטכנולוגיה וניסויים קליניים. גישה כאן.
• מקור: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=64218.php