استفاده از خواص دوگانه‌ی نوری نانوذرات تلوریم

نانوذرات تلوریم به دلیل خواص دوگانه‌ی نوری موجب بهبود عملکرد سامانه‌های خورشیدی و تبخیر سریع آب می‌شوند. این نانوذرات با استفاده از ویژگی‌های پلاسمونیک، کارایی سامانه‌های تولید الکتریسیته را افزایش می‌دهند.

طی ‌سال‌های اخیر، فناوری‌های خورشیدی به شدت مورد توجه سرمایه‌گذاران بوده‌اند و از شش سال قبل نیز، نانوذرات وارد فناوری‌های خورشیدی شدند تا به جذب نور خورشید و تولید بخار به‌منظور تأمین الکتریسیته کمک کنند.

با حضور نانوذرات، حوزه‌ی پلاسمونیک نیز جای خود را در میان مبدل‌های گرمانوری باز کرد؛ حوزه‌ای که در آن امواج الکترون‌ها با تابش نور به سطح فلز ایجاد می‌شوند. البته تولید نانوساختارهای پلاسمونیک کار ساده‌ای نیست و چالش‌هایی در این مسیر وجود دارد.

اخیراً محققان چینی دانشگاه یاتسن با افزودن نانوذرات به آب با استفاده از پلاسمونیک، موفق به ارائه‌ی فرآیند تبدیل گرمانوری شدند که در آن کارایی فرآیند بیشتر از روش‌های پیشین است. آن‌ها مقاله‌ای در نشریه Science Advanced به چاپ رساندند و در آن نشان دادند که چگونه می‌توان ماده‌ای ساخت که در حین تابش نور خورشید خواص دی‌الکتریک و پلاسمونیک را با هم داشته باشد. کلید اصلی این فناوری، استفاده از نانوذرات تلوریم است که خواص نوری دوگانه‌ای دارند.

با پخش کردن این نانوذرات در آب، نرخ تبدیل آب به بخار با فاکتور سه افزایش می‌یابد. با این کار می‌توان دمای آب را در مدت 100 ثانیه از 29 درجه به 85 درجه سانتیگراد رساند. یانگ از محققان این پروژه می‌گوید: «زمانی که ابعاد ذرات زیر 120 نانومتر باشد، نانوذرات تلوریم همانند نانوذرات پلاسمونیک عمل می‌کنند و اگر ابعاد آن بالاتر از 120 نانومتر باشد، دی‌الکتریک خوبی است.» بنابراین، محققان با استفاده از توزیع اندازه‌ی ذرات از 10 تا 300 نانومتر، این رفتار دوگانه‌ی نانوذرات تلوریم را به کار گرفتند و از آن برای بهبود جذب نور خورشید استفاده کردند.

یکی از ویژگی‌های نانوذرات تلوریم این است که اگر نور خورشید به آن بتابد، ذرات برانگیخته شده و تمام انرژی به حاملین بار (الکترون و حفره) تبدیل می‌شود. این کار موجب به ‌هم خوردن تعادل بارها می‌شود.

به دلیل خواص نوری منحصر به فرد این نانوذرات، از آن‌ها می‌توان در ساخت حسگر یا نانوآنتن استفاده کرد.