|
شیمی دان‌های هاروارد سیم جدیدی از مواد حساس به نور ساخته‌اند که صدها برابر از
موی انسان باریک‌تراست. این سیم نه تنها الکتریسیته را به مدارهای بسیار کوچک حمل
می‌کند بلکه می‌تواند منبع تولید توان نیز باشد.
چارلز م. لایبر، استاد شیمی، و همکارانش با استفاده از سه نوع مختلف سلیکون با خواص
الکتریکی متفاوت توانستند، این نانوسیم را خلق کنند . سلیکون به صورت لایه‌ای به هم
پیچیده می‌شود تا این سیم را درست کند. هنگامی که نور به ماده بیرونی تابانده می‌شود
به علت برهم‌کنش هسته با لایه‌های پوسته‌ای فرایندی شروع می‌شود که منجر به تولید
بارهای الکتریکی می‌گردد.
لایبر گفت: ایده تولید فوتوولتائیک‌های نانومقیاس جدید نیست، ولی در تلاش‌های قبلی
از ترکیبات آلی به همراه نانوساختارهای نیم رسانا استفاده شده‌است که دارای کارآیی
کمتر بوده و نسبت به تابش مستقیم خورشید حساسیت داشته‌اند. او گفت که مواد استفاده‌شده
توسط آنها دارای چندین مزیت است. این مواد دارای کارآیی بیشتر هستند و ۴/۳% نور
خورشید را به الکتریسیته تبدیل می‌کنند، آنها تحمل بالاتری نسبت به نور دارند و
کارآیی بهره دهی آنها ۵% است، ساخت آنها مانند سایر افزاره‌های فتوولتائیک
نانومقیاس ارزان قیمت است.
لایبر گفت: «سؤال اصلی این است که آیا هندسه جدیدی وجود دارد که به فناوری بهتر
فوتوولتائیک‌ها منجر شود. ما روی هندسه هم محور کار کرده‌ایم.»
جدیدترین پیشرفت روی کار قبلی لایبر روی افزاره‌های نانومقیاس در حال انجام است. او
حسگرهایی را توسعه داده‌است که می‌توانند ویروس‌های منفرد یا سایر ذرات را
آشکارسازی کنند. همچنین آرایه‌های نانوسیمی ساخته‌است که قادر به آشکارسازی سیگنال‌های
عصبی هستند و نیز آشکارسازهایی برای سرطان.
یک منبع توان نانومقیاس ارزان قیمت می‌تواند کاربردهای بالقوه چنین افزاره‌های
نانومقیاس را توسعه دهد.
لایبر گفت: «اگرچه سلول‌های فوتوولتائیک ریز می‌توانند الکتریسیته کافی برای توان
دهی مدارهای ریز تولید نمایند ولی به‌اندازه کافی کارآیی ندارند و نمی‌توانند در
تولید توان تجاری مورد استفاده قرار گیرند. »
سلول‌های خورشیدی تجاری دارای کارآیی ۲۰% هستند که در مقایسه با کارآیی ۴/۳% این
سلول‌های خورشیدی‌نانو بزرگ است. لایبر گفت که تحقیق در مورد روش‌های افزایش کارآیی
فوتوولتائیک‌های نانوسیمی باید شروع گردد. او گفت: «اگر کارآیی آنها به ۱۰ تا ۱۵%
برسد آنگاه قیمت کم آنها – آنها می‌توانند از مواد نسبتاً ارزان ساخته شوند و نیاز
به محیط پاکیزه برای تولید ندارند – می‌تواند در کاربردهای بزرگ مقیاس مفید واقع
گردد.»
لایبر گفت: «هیچ دلیل فیزیکی وجود ندارد که آنها نمی‌توانند کارآمدتر باشند. من تا
حدی امیدوار هستم که در این مورد ما موفق خواهیم شد.»
با انجام این کار لایبر انتظار دارد که کاربردهایی در آینده برای فوتوولتائیک‌های
نانوسیمی در نظر گرفته شود، مانند حسگرهای چندگانه توزیع شده، افزاره‌های انعطاف‌پذیر
که می‌توانند در داخل لباس قرار داده شوند.
لایبر گفت: «این مواد باید منحصربه‌فرد باشند تا بتوانند یک کاربرد پویای اقتصادی
داشته باشند مخصوصاً جایی که شما نیاز به انعطاف پذیری و دوام دارید.»
نتایج این کار در مجله Nature منتشر شده‌است.
|
