متن خبر

تاریخ خبر : ۱۳۹۹/۱۲/۱۲

تعداد بازدید : ۱۴۳۷

تعداد رای : ۱

مواد خورشیدی با توانایی «خودترمیم‌شوندگی»

مواد خود اصلاح شونده به موادی گفته می‌شود که به صورت جزئی یا کامل آسیب وارده به خودشان مثل ترک را بهبود می‌بخشد و انتظار می‌رود که خواص اصلی آن‌ها حفظ شود.

 در حین استفاده، همهٔ مواد طبیعی و سنتزی آسیب می‌بیند. اگر میزان آسیب از یک مقدار بحرانی فراتر رود، شکست قطعه و نهایتاً کاهش عملکرد دستگاه رخ می‌دهد. در مقابل، مواد خود اصلاح شونده می‌توانند روند گسترش آسیب را معکوس کند و از این رو قادر به افزایش طول عمر محصولات خواهند بود (مدیریت آسیب). مواد خود اصلاح شونده تا حد زیادی قابلیت اطمینان محصولات را افزایش می‌دهند. به علاوه، افزایش طول عمر اجزای اساسی مثلاً در تولید انرژی های جایگزین (بادی، حرارت خورشیدی) در کاربردهای جدید نوری مثل LED یا ایمپلنت‌های پزشکی می‌تواند نقش مهمی در بهینه‌سازی بازده اقتصادی داشته باشد. مثلاً می‌توان طول عمر استنت‌ها را به کمک این مواد به مقدار قابل توجهی افزایش داد و از این رو هزینه‌های درمانی نیز به‌طور قابل ملاحظه ای کاهش می‌یابد. مواد خود اصلاح شونده در صنایع هوافضا و خودروسازی می‌توانند هزینه‌های انرژی و زیست‌محیطی را کاهش دهند.

 

حالا در یک تحقیق، موادی که می‌تواند برای استفاده در فناوری‌های مربوط به انرژی خورشیدی بکار گرفته شود، توانایی خودترمیم شوندگی از خود نشان داده است. این یافته امکان ساخت و مهندسی مواد خود ترمیم‌شونده با بهره‌وری بالا را امکان پذیر کرده که همزمان منجر به کاهش هزینه‌ی ساخت و افزایش دوام می‌شود. این ماده که "سلناید آنیتومی" (Sb2Se3) نام دارد یک جاذب نور خورشید است که می‌تواند برای تبدیل نور به الکتریسیته مورد استفاده قرار بگیرد.

 

به گفته‌ی پروفسور "مک کنا": «روندی که در آن یک نیمرسانا خود را ترمیم می‌کند مشابه با فرایندی است که در آن یک مارمولک دم خود را بازسازی می‌کند. سلناید آنیتومی پیوندهای شکسته‌ی خود را با تشکیل پیوندهای جدید ترمیم می‌کند.»

 

این توانایی در دنیای مواد بسیار نادر است؛ حتی در میان حیوانات نیز کمتر دیده شده است و در حیطه‌ی اپتوالکترونیک و فوتوشیمی کاربردهای فراوانی دارد.

 

در این مقاله دیگر نیمرساناهایی که قابلیت خودترمیم‌شوندگی ندارند نیز بررسی شده است و نشان داده شده که به علت از بین رفتنِ پیوندها در این نیمرساناها، بهره‌وری آن ها به شکل بسیار زیادی کاهش پیدا می‌کند و راهکار این مشکل استفاده از نیمرساناهای خود ترمیم‌شونده است. «ما متوجه شدیم که آنیتومی سلناید و ماده‌ی مرتبط با آن ها به نام آنیتومی سولفاید، توانایی ترمیم پیوندهای شکسته را با استفاده از بازسازی ساختاری دارند بنابراین این مشکل بنیادین قابل حل است.»

 

نیمرساناهایی با پیوند کووالانسی مانند آنتیمونی سلناید کاربردهای فراوانی در الکترونیک، فوتوشیمی و فوتوولتاییک دارند. به عنوان مثال در سلول‌های خورشیدی و ابزارهای الکترونیکی دیگر از این مواد استفاده می‌شود.

 

این یافته علمی که توسط دانشگاه یورک انگلستان حاصل شده است در نشریه Advanced Electronic Materials منتشر شده است. جزئیات این پژوهش از لینک مقاله قابل مشاهده است.

نظرات

پاسخ به نظــر بازگشت به حالت عادی ثبت نظر

Captcha