تولید نانوساختاری با الهام از طبیعت/ کاربرد: از حسگری تا LED

دانشمندان هندی از روشی برای برداشت نور مصنوعی با استفاده از نانولوله آلی پرده برداشتند. در مقایسه با روش‌های سنتی، این رویکرد جدید در برداشت نور مصنوعی کارآمدتر است و طیف وسیع‌تری از رنگ‌ها را تولید می‌کند. محققان بر این باورند که این دستیابی به موفقیت می‌تواند راه را برای توسعه سلول‌های خورشیدی پیشرفته، سنسورهای نوری و دستگاه‌های ساطع کننده هموار کند.

محققان انستیتوی آموزش و تحقیقات علوم هند (IISER) کلکته و مرکز ملی علوم اصلی (SNBNCBS)، با الهام از فرآیند طبیعی فتوسنتز و با استفاده از مولکول فلورسنت آلی و یک بیوپلیمر این روش را ارائه کردند.

این نانولوله‌های آلی طیف وسیعی از کاربردهای بالقوه، از جمله سلول‌های خورشیدی، کاتالیست، حسگرهای نوری و مواد ساطع‌کننده چند رنگ قابل تنظیم را دارند. مشابه نحوه استفاده گیاهان از کلروفیل برای تبدیل نور خورشید به انرژی، دانشمندان از نانولوله آلی برای جذب نور مصنوعی و انتقال انرژی به یک مولکول رنگ استفاده کردند. مولکول رنگ سپس رنگ جدیدی را منتشر می‌کند. نتایج این کار در نشریه Nature Communications منتشر شد.

نانولوله‌های آلی ساختارهای لوله‌ای هستند که از مولکول‌های آلی مانند کربن و هیدروژن تشکیل شده‌اند. آنها قطر چند نانومتری دارند و می‌توانند چندین میکرومتر طول داشته باشند. این نانولوله ها قادر به جذب نور و تبدیل آن به انرژی الکتریکی هستند، فرآیندی که به عنوان فتوولتائیک شناخته می‌شود.

نانولوله‌های ارگانیک دارای خواص منحصر به فردی هستند که باعث می‌شود آنها برای استفاده در کاربردهای مختلف از جمله الکترونیک، برداشت انرژی و دستگاه‌های زیست پزشکی جذاب باشند. آنها را می‌توان با استفاده از روش‌های متنوعی از جمله رسوب بخار شیمیایی، خودآرایی و روش‌های الکتروشیمیایی سنتز کرد. توسعه نانولوله‌های آلی امکانات جدیدی را برای تولید برق به روشی پایدار و سازگار با محیط زیست باز کرده است.

این روش جدید کاربردهای مختلفی را برای چندین حوزه متفاوت دارد:

سلول‌های خورشیدی: با برداشت نور مصنوعی، سلول‌های خورشیدی کارآمدتر می‌توانند طراحی شوند که قادر به تبدیل درصد بالاتری از نور خورشید به برق هستند.

حسگرهای نوری: این روش امکان ایجاد حسگرهای نوری نوآورانه را فراهم می‌کند که می‌تواند انواع مختلفی از نور را با دقت بیشتری تشخیص دهد.

دستگاه‌های انتشار نور: این روش جدید توسعه دستگاه‌های جدید انتشار نور را امکان‌پذیر می‌کند که می‌توانند طیف گسترده‌تری از رنگ‌ها را تولید کنند و انعطاف‌پذیری و سفارشی شدن بیشتری را ارائه دهند.