В Австралии придумали, как из пластиковых пакетов получать нанотрубки…

В Австралии придумали, как из пластиковых пакетов получать нанотрубки telegraf.com.ua

Использованные пластиковые пакеты, в большинстве своем, не перерабатываются и просто выбрасываются на свалку, где они не разлагаются. Но недавно ученые из австралийского университета Аделаиды нашли новое применение для выброшенных пластиковых пакетов – они могут быть использованы для производства высокоценных углеродных нанотрубок.

Исследователи из Школы химического машиностроения от университета ранее уже применяли технологию выращивания нанотрубок в порах на мембранах из оксида алюминия. В каждой поре осаждались слои углерода до образования трубки необходимой длины. При этом в качестве источника углерода использовался этанол.

Но однажды аспирант Тарик Алталхи подал идею использовать вместо этанола любой источник углерода, например, выброшенные и не поддающиеся биоразложению пластиковые пакеты. Ученые решили провести эксперимент, в котором измельченные пакеты были выпарены в печи. Полученный в результате углерод оказался вполне пригодным для выращивания наноматериала. В процессе выпаривания они не использовали ни токсичные катализаторы, ни какие-либо растворители.

В настоящее время углеродные нанотрубки используются во множестве приложений в различных отраслях промышленности и предоставляют удивительно огромный потенциал для дальнейших исследований и разработок, благодаря своим уникальным свойствам – они в сотни раз прочнее и сильнее чем сталь и в то же время в шесть раз легче, чем металл. Самые яркие примеры использования нанотрубок – растяжимая портативная электроника и миниатюрные датчики, нано-аккумуляторы и солнечные элементы, а также, совсем недавно, наномозг компьютера.

В США создали альтернативу светодиодам zeleneet.com

Исследователи, представляющие Калифорнийский университет Санта-Барбары, создали альтернативный вариант получения мощного белого светового потока, который может заместить собой традиционное светодиодное освещение.

Для создания светоизлучающего оборудования исследователи использовали неорганический люминофор и лазерный диод, работа которых позволила получить на выходе высокую эффективность и производительность осветительного оборудования.

Руководитель группы американских ученых Кристин А. Дено рассказал, что в ходе их работы было получено два источника интенсивного потока «холодного» белого света. В первом из них были применены желтый фосфор, световой поток которого равен 252 люменам и синий лазерный диод. Во втором же случае использовались трехкомпонентный люминофор и лазерный диод ближнего УФ излучения.

Оба подхода дали ожидаемые результаты, и, по мнению исследователей, разработанные технологии имеют все шансы для массового распространения на тех объектах, где нужен неослабевающий поток белого света. В частности, подобные источники освещения используются на уличных фонарях, спортивных сооружениях и в автомобильных лампах, и в меньшей мере на домашних люстрах, бра, торшерах и в других бытовых осветительных приборах.

Нынешние светодиоды, при всех своих неоспоримых преимуществах, теряют мощность светового потока при увеличении рабочего тока. Следующий за этим нагрев ламп затрудняет их использование на крупных объектах.

Работа над решением этой проблемы ведется многими группами ученых в различных направлениях, и калифорнийские исследователи стали первыми, кому удалось продемонстрировать ее практическое решение.

Несмотря на существенную сложность промышленного применения разработанных технологий, и их неотшлифованность для практического применения, в случае отсутствия в ближайшем будущем реальной альтернативы для них, светоизлучающее оборудование с неорганическим люминофором и лазерным диодом может начать распространяться во всех сферах, которые нуждаются в таких технологиях.

Ученые рассчитали, какие наноструктуры наиболее эффективны для сбора солнечной энергии Innovanews.ru

Трое ученых из университета штата Северная Дакота и университета Южной Дакоты обратились к компьютерной симуляции, чтобы решить, какой из двух конкурирующих материалов должен использоваться для сбора солнечной энергии, в составе солнечных панелей будущего — квантовые точки или нанопровода.

Андрей Крыжевский с коллегами Дмитрием и Светланой Килиными в издании Journal of Renewable and Sustainable Energy сообщили, что использовали компьютерные химические симуляции для прогнозирования электронных и оптических свойств трех типов наноразмерных кремниевых структур с потенциальным применением для сбора солнечной энергии: квантовой точки, одномерных цепей квантовых точек и нанопровода. Способность поглощать свет существенно увеличивается в наноматериалах по сравнению с используемыми в обычных полупроводниках. Определение формы — квантовая точка или нанопровод — максимизирует это преимущество, что и является целью числового эксперимента, проведенного тремя учеными.

«Мы применили теорию функциональной плотности, компьютерный подход, который позволяет предсказывать электронные и оптические свойства, отражающие, насколько хорошо наночастицы способны поглощать свет, и как на эффективность влияет взаимодействие между квантовыми точками и беспорядок в их структуре», сказал Крыжевский.

«Так мы сможем предсказать, как квантовые точки, цепи квантовых точек и нанопровода будут вести себя в реальных условиях, прежде чем синтезируем их и экспериментально проверим их свойства».

Симуляции, сделанные Крыжевским и Килиными, показали, что поглощение света кремниевыми цепями квантовых точек существенно возрастает с увеличением взаимодействия между отдельными наносферами в цепи. Ученые также выяснили, что поглощение света цепями квантовых точек и нанопроводами строго основано на том, насколько выровнена структура в соответствии с направлением ударяющихся фотонов. Наконец, ученые установили, что расстройство атомной структуры в аморфных наночастицах приводит к более эффективному поглощению света с более низкими энергиями по сравнению с наноматериалами на основе кристаллов.

«Основываясь на наших результатах, мы полагаем, что помещение аморфных квантовых точек во множество или слияние их в нанопровод является оптимальным для максимизации эффективности кремниевых наноматериалов в части поглощения света и передачи заряда в фотогальванической системе», отметил Крыжевски. «Однако наше исследование — лишь первый шаг в рамках всестороннего компьютерного исследования свойств полупроводниковых собраний квантовых точек».

Далее ученые намерены построить более реалистичные модели, такие, как большие квантовые точки с поверхностями, покрытыми органическими лигандами, и надеются моделировать процессы, которые имеют место в солнечных батареях.