Κυριακή, 13 Φεβρουαρίου 2011


Μια διεθνής ομάδα επιστημόνων κατασκευάζουν nanosheets με μεγάλες προοπτικές για χρήση σε εφαρμογές υψηλής τεχνολογίας

Ένας νέος τρόπος διαχωρισμού των υλικών σε φύλλα πάχους μόνο ενός άτομου θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέες τεχνολογίες ηλεκτρονικής και ενεργειακής αποθήκευσης, όπως δήλωσαν επιστήμονες την Πέμπτη. Μια διεθνής ομάδα ερευνητών είπε ότι εφηύρε έναν ευέλικτο τρόπο για τη δημιουργία nanosheets πάχους ενός ατόμου από μια σειρά στρωμάτων υλικών, παρόμοια με το γραφίτη που χρησιμοποιείται για μολύβια, με τη χρήση υπερηχητικών παλμών και κοινών διαλυτών. Η νέα μέθοδος είναι απλή, φθηνή, γρήγορη, και θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί μέχρι σε βιομηχανική κλίμακα, όπως λένε οι επιστήμονες, σε έκθεση του έργου τους, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science.

Η έρευνα ενισχύει προηγούμενες μελέτες δύο επιστημόνων ρωσικής καταγωγής, οι οποίοι πέρυσι κέρδισαν το βραβείο Νόμπελ Φυσικής για την εργασία τους σχετικά με το γραφένιο, μια μορφή άνθρακα που έχει πάχος ακριβώς ενός άτομου και είναι 100 φορές ισχυρότερη από το ατσάλι. Λόγω των εξαιρετικών ηλεκτρονικών ιδιοτήτων του, το γραφένιο τράβηξε μεγάλη προσοχή, καθώς οι φυσικοί ελπίζουν ότι μπορεί μια μέρα να ανταγωνιστεί με το πυρίτιο στα ηλεκτρονικά, όπως δήλωσε η Valeria Nicolosi, του Βρετανικού Πανεπιστήμιου της Οξφόρδης, η οποία ηγήθηκε της μελέτης μαζί με το  Jonathan Coleman του Ιρλανδικού Trinity College του Δουβλίνου.

Στην πραγματικότητα, υπάρχουν εκατοντάδες άλλα υλικά που σχηματίζουν στρώματα που θα μπορούσαν να μας επιτρέψουν να δημιουργήσουμε ισχυρές νέες τεχνολογίες. Ο Κόλμαν δήλωσε ότι το νέο υλικό που έχει δημιουργήσει αυτή η ομάδα, το οποίο περιλαμβάνει νιτρίδιο του βορίου, μολυβδαίνιο δισουλφιδίου, και Βισμούθιο τελλουριούχο , έχει χημικές και ηλεκτρονικές ιδιότητες που το καθιστά κατάλληλο για χρήση σε νέες ηλεκτρονικές συσκευές, σε εξαιρετικά ισχυρά σύνθετα υλικά και στην παραγωγή και την αποθήκευση ενέργειας. Από τις πολλές πιθανές εφαρμογές των νέων αυτών nanosheets, ίσως η πιο σημαντική είναι τα θερμοηλεκτρικά υλικά, όπως είπε σε μια δήλωση σχετικά με τα ευρήματα.

Είπε ακόμη ότι τα υλικά θα μπορούσαν για παράδειγμα να κατασκευαστούν σε συσκευές που παράγουν ηλεκτρισμό από τη θερμότητα που χάνεται , όπως από μέρη όπως από μονάδες ηλεκτροπαραγωγής με καύση φυσικού αέριου, πετρελαίου ή άνθρακα, οι οποίοι χάνουν από 50 έως 70 τοις εκατό της ενέργειας που παράγουν σε θερμότητα. Η ανάπτυξη αποτελεσματικών θερμοηλεκτρικών συσκευών θα επιτρέψει σε μέρος αυτής της θερμότητας των αποβλήτων να ανακυκλώνεται φτηνά και εύκολα, δήλωσε ο Coleman. Οι επιστήμονες έχουν προσπαθήσει επί δεκαετίες να δημιουργήσουν nanosheets από αυτό το είδος των υλικών, γιατί η τακτοποίηση σε στρώματα πάχους ατόμου επιτρέπει την απελευθέρωση των ασυνήθιστων ηλεκτρονικών και θερμοηλεκτρικών ιδιοτήτων τους, εξήγησαν οι ερευνητές.

Αλλά όλες οι προηγούμενες μέθοδοι ήταν πολύ χρονοβόρες και επίπονες, καθώς και τα υλικά που προέκυπταν εύθραυστα και ακατάλληλα για τις περισσότερες εφαρμογές. Η νέα μέθοδός μας προσφέρει χαμηλό κόστος, πολύ υψηλή απόδοση και ένα πολύ μεγάλο όγκο παραγωγής, μέσα σε μερικές ώρες, και με μόλις το 1 χιλιοστόγραμμο υλικού, παράγονται δισεκατομμύρια nanosheets , όπως εκείνο του γραφενίου , πάχους ενός ατόμου από μια μεγάλη ποικιλία από στρώματα εξωτικών υλικών», δήλωσε η Nicolosi.

Αυτά τα νέα υλικά θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιηθούν στην επόμενη γενιά μπαταριών γνωστών ως "υπερπυκνωτές", οι οποίες μπορούν να αποδώσουν ενέργεια χιλιάδες φορές γρηγορότερα από τις επαναφορτιζόμενες μπαταρίες και θα μπορούσαν να βελτιώσουν κατά πολύ τεχνολογίες, όπως τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα.

Δεν υπάρχουν σχόλια: