گروهی از محققان آمریکایی با استفاده از سولفید ژرمانیوم ساختارهای گل‌مانندی تولید کرده‌اند که دارای گلبرگ‌های بسیار نازک با سطح بسیار بزرگ هستند. از این گل سولفید ژرمانیومی می‌توان در نسل جدید ابزارهای ذخیره انرژی و پیل‌های خورشیدی بهره برد.
تولید نانوگل برای ذخیره انرژیی
محققان دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی با استفاده از سولفید ژرمانیوم (GeS، یک ماده نیمه‌رسانا) ساختارهای گل‌مانندی تولید کرده‌اند که دارای گلبرگ‌های بسیار نازک با سطح بسیار بزرگ هستند. از این گل سولفید ژرمانیومی می‌توان در نسل جدید ابزارهای ذخیره انرژی و پیل‌های خورشیدی بهره برد.
دکتر لینیون چائو، استادیار علوم و مهندسی مواد در دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی و یکی از محققان این کار می‌گوید: «ایجاد این نانوگل‌های سولفید ژرمانیومی بسیار هیجان‌انگیز است، زیرا در یک فضای کوچک، مساحت سطحی بسیار بزرگی در اختیار ما قرار می‌دهد. این ویژگی، به‌عنوان مثال، می‌تواند ظرفیت باتری‌های یون لیتیومی را افزایش دهد، زیرا هر چه مساحت سطحی بیشتر باشد، یون‌های لیتیوم بیشتری را می‌تواند نگهدارد. به‌همین ترتیب ساختارهای گل‌مانند GeS می‌توانند ظرفیت ابرخازن‌ها را که در ذخیره انرژی به‌کار می‌روند، افزایش دهند».
محققان برای تولید این ساختارها ابتدا پودر GeS را در یک کوره حرارت دادند تا شروع به تبخیر نماید. سپس این بخار به بخش خنک‌تر کوره دمیده شده و در آنجا به شکل ورقه‌های نازک با قطر ۲۰ تا ۳۰ نانومتر و طول ۱۰۰ نانومتر درمی‌آید. با ادامه فرایند، این ورقه‌ها به‌صورت شاخه‌ای کنار هم قرار گرفته و الگوهای گل‌مانندی شبیه گل همیشه‌بهار یا میخک صدپر ایجاد می‌کنند.
چائو می‌گوید: «کنترل جریان بخار GeS برای ایجاد این ساختارها بسیار ضروری است، به‌نحوی که بخار به‌جای توده‌ای شدن، زمان لازم برای پخش شدن به شکل لایه‌ها را داشته باشد».
سولفید ژرمانیوم شبیه موادی همچون گرافیت است که به شکل لایه‌ها یا ورقه‌های تمیز درمی‌آیند. با این حال این ماده از نظر ساختار اتمی با گرافیت تفاوت دارد و این ساختار خاص موجب می‌شود GeS ماده بسیار مناسبی برای جذب انرژی خورشیدی و تبدیل آن به انرژی قابل استفاده باشد. از آنجایی که سولفید ژرمانیوم یک ماده ارزان و غیرسمی است، این ویژگی آن را به گزینه جذابی جهت استفاده در پیل‌های خورشیدی تبدیل می‌سازد. بسیاری از موادی که در حال حاضر در ساخت پیل‌های خورشیدی استفاده می‌شوند، هم بسیار سمی بوده و هم گران هستند.
جزئیات این کار به‌صورت آنلاین در مقاله‌ای با عنوان:
“Role of Boundary Layer Diffusion in Vapor Deposition Growth of Chalcogenide Nanosheets: The Case of GeS”
در مجله ACS Nano منتشر شده است.
