Electronicele făcute din apă, o realitate? Iată cum ne-ar putea ajuta

Componentele cheie pentru panouri fotovoltaice, detectoare cu raze X și alte dispozitive optoelectronice ar putea fi făcute din apă.

Următoarea generație de panouri fotovoltaice, semiconductori și LED-uri ar putea fi realizată folosind perovskiți, un nanomaterial interesant și versatil cu o structură cristalină.

• Cum și-a salvat Pământul apa de la distrugere totală în urmă cu 4,6 miliarde de ani
• Sonda MAVEN se rotește neputincioasă după ce s-a pierdut contactul

Perovskiții au demonstrat deja o eficiență similară cu siliciul, sunt mai ieftin de făcut, iar energia pe care sunt capabili să o absoarbă, să o reflecte sau să o conducă poate fi modificată pentru a se potrivi cu diferite scopuri, scrie Tech Xplore.

De obicei, apa este ținută cât mai departe posibil în timpul procesului de creare a perovskiților. Prezența umidității poate duce la defecte ale materialelor, făcându-le să se distrugă mai repede atunci când sunt folosite într-un dispozitiv.

De aceea, perovskiții pentru cercetarea științifică sunt adesea fabricați prin intermediul acoperirii prin centrifugare în mediul etanș al unei cutii cu azot. Deci cum ar putea fi electronicele făcute din apă?

Sunt aceste dispozitive într-adevăr făcute din apă?

Acum, membrii Centrului de Excelență ARC în Știința Excitonului au găsit o modalitate simplă de a controla creșterea cristalelor de perovskit prin valorificarea apei ca factor pozitiv. Acest mecanism pe bază de lichid funcționează la temperatura camerei, astfel încât abordarea rămâne rentabilă.

Condusă de cercetătorii de la Universitatea Monash, echipa a descoperit că prin schimbarea raportului dintre apă și solvent în primele etape ale procesului, ar putea alege să crească diferite tipuri de cristale de perovskit, cu structuri care să se potrivească diferitelor scopuri.

„Prin reglarea atentă a concentrației de apă din soluția precursor, am realizat controlul precis al anumitor faze de perovskit”, a spus Dr. Wenxin Mao, de la Universitatea Monash, autor al lucrării.

Analiza computațională și termodinamică efectuată de colegii de la Universitatea din Sydney a identificat că coordonarea ionilor de plumb și bromură în soluția precursor a fost un factor important în determinarea tipurilor de cristale care se formează.

„Acum înțelegem mecanica internă și funcția apei în interiorul soluției precursoare. Făcând asta, putem folosi în continuare apa pentru a controla procesul de cristalizare”, a spus Qingdong Lin, doctorand la Universitatea Monash și autor principal al studiului.

Dispozitive cu raze X

Pentru a demonstra calitatea produsului final, cristalele produse prin această abordare au fost cuplate prin nanofabricare cu electrozi de contact pentru a crea dispozitive de detectare cu raze X.

Eșantionul de testare a fost realizat la un nivel similar cu detectoarele comerciale cu raze X utilizate în prezent în cadre din lumea reală (cum ar fi în imagistica medicală și în detectoarele de radiații) și a surclasat prototipurile de detectoare cu raze X din perovskite fabricate prin metode mai lente și mai complicate.

„Le-am comparat cu detectoarele comerciale cu raze X, precum și cu alte tipuri de dispozitive bazate pe perovskit și avem un răspuns și o sensibilitate foarte bune la razele X. În general, acest proiect arată că am găsit o modalitate inteligentă de a controla cristalele anorganice de perovskit”, a spus Wenxin.

Multiple utilizări

„Metodologia este flexibilă și fezabilă și nu necesită un mediu sau o tehnică unică pentru a o aplica”, a completat el.

Pe lângă celule solare, detectoare cu raze X și LED-uri, perovskiții creați cu această metodă ar putea fi utili și în detectarea luminii UV, în lasere și concentratoare solare.

Rezultatele au fost publicate în revista Advanced Functional Materials.

Vă recomandăm să citiți și:

„Exploatați deșeurile electronice, nu resursele Pământului”, recomandă oamenii de știință

Diagnosticarea medicală la domiciliu ar putea fi făcută cu un cip alimentat de smartphone

Electrocardiograma cu inteligență artificială ar putea identifica pacienții cu risc crescut de AVC

Cancerul de piele ar putea fi identificat folosind dispozitive portabile