Ερευνητές δημιουργούν μονοκρυσταλλικές οπτικές ίνες από περοβσκίτη

Ερευνητές δημιουργούν μονοκρυσταλλικές οπτικές ίνες από περοβσκίτη

Οι ίνες υψηλής απόδοσης θα μπορούσαν να επιταχύνουν τις ευρυζωνικές συνδέσεις, να βελτιώσουν τις ιατρικές απεικονίσεις και να χρησιμοποιηθούν επίσης σε εφαρμογές που θα αλλάξουν την καθημερινότητά μας.

Disclaimer: Απαγορεύεται η αναδημοσίευση, αναπαραγωγή, ολική, μερική ή περιληπτική ή κατά παράφραση ή διασκευή ή απόδοση του περιεχομένου του παρόντος διαδικτυακού τόπου με οποιονδήποτε τρόπο, χωρίς αναφορά στο RAWMATHUB.GR (με ενεργό link) ή χωρίς την προηγούμενη γραπτή άδεια του RAWMATHUB.GR. 

Λόγω της πολύ υψηλής απόδοσης τους στη μεταφορά ηλεκτρικών φορτίων από ενέργεια που προέρχεται από το φως, οι περοβσκίτες είναι γνωστοί ως το υλικό επόμενης γενιάς για ηλιακούς συλλέκτες και οθόνες LED. Μια ομάδα με επικεφαλής τον Dr. Lei Su στο Πανεπιστήμιο Queen Mary του Λονδίνου, έχει αναπτύξει μια καινοτόμα εφαρμογή των περοβσκιτών για χρήση σε οπτικές ίνες.

Οι οπτικές ίνες είναι μικροσκοπικά σύρματα, τόσο λεπτά όσο μια ανθρώπινη τρίχα, στα οποία το φως ταξιδεύει με εξαιρετικά μεγάλη ταχύτητα, έως και 100 φορές ταχύτερα από τα ηλεκτρόνια σε ένα καλώδιο χαλκού. Επί του παρόντος, οι περισσότερες οπτικές ίνες είναι κατασκευασμένες από γυαλί. Οι οπτικές ίνες έχουν πλάτος πυρήνα ίσο περίπου με 50 μm (το πλάτος μιας ανθρώπινης τρίχας) και είναι πολύ εύκαμπτες, ώστε να μπορούν να κάμπτονται σε ακτίνα 3,5 mm. Η οπτική ίνα περοβσκίτη που κατασκευάστηκε από την ομάδα του Dr. Su, αποτελείται από ένα μονοκρύσταλλο περοβσκίτη. 

Σε σύγκριση με τους αντίστοιχους πολυκρυσταλλικούς, οι μονοκρυσταλλικοί οργανομεταλλικοί περοβσκίτες είναι πιο σταθεροί, πιο αποτελεσματικοί, πιο ανθεκτικοί και έχουν λιγότερα ελαττώματα. Ως εκ τούτου, οι επιστήμονες επιδίωξαν να κατασκευάσουν μονοκρυσταλλικές οπτικές ίνες περοβσκίτη που μπορούν να φέρουν αυτή την υψηλή απόδοση.

Ο Dr. Su, ειδικός στη φωτονική στο Πανεπιστήμιο Queen Mary του Λονδίνου, είπε: «Οι μονοκρυσταλλικές ίνες περοβσκίτη θα μπορούσαν να ενσωματωθούν σε τρέχοντα δίκτυα οπτικών ινών και να αντικαταστήσουν βασικά στοιχεία ώστε να πετύχουν καλύτερη μετατροπή ενέργειας. βελτιώνοντας την ταχύτητα και την ποιότητα των ευρυζωνικών δικτύων».

Η ομάδα του Dr. Su μπόρεσε να αναπτύξει και να ελέγξει με ακρίβεια το μήκος και τη διάμετρο των μονοκρυσταλλικών οργανομεταλλικών ινών περοβσκίτη σε διάλυμα (το οποίο είναι πολύ φθηνό στη χρήση) χρησιμοποιώντας μια νέα μέθοδο ανάπτυξης. Σταδιακά άλλαξαν τη θέση του θερμαντικού στοιχείου και τη θερμοκρασία κατά τη διάρκεια της διαδικασίας, για να εξασφαλίσουν συνεχή ανάπτυξη διαμήκως, αποτρέποντας την τυχαία εγκάρσια ανάπτυξη της ίνας. Με τη μέθοδο τους, το μήκος της ίνας μπορεί να ελεγχθεί και η διατομή του πυρήνα της ίνας περοβσκίτη μπορεί να ποικίλει ανάλογα με τις απαιτήσεις.

Σε συμφωνία με τις προβλέψεις τους, λόγω της ποιότητας που παρέχει ο μονοκρύσταλλος, οι ίνες τους επέδειξαν καλή σταθερότητα για αρκετούς μήνες και μικρή απώλεια μετάδοσης - μικρότερη από 0,7 dB/cm - επαρκή για την κατασκευή οπτικών συσκευών. Οι συγκεκριμένες οπτικές ίνες έχουν μεγάλη ευελιξία (μπορούν να κάμπτονται σε ακτίνα έως και 3,5 mm) και μεγαλύτερες τιμές ρεύματος από αυτές μίας αντίστοιχης πολυκρυσταλλικής ίνας.

Ο Dr. Su είπε: «Αυτή η τεχνολογία θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί στην ιατρική απεικόνιση για ανιχνευτές υψηλής ανάλυσης. Η μικρή διάμετρος της ίνας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να συλλάβει ένα πολύ μικρότερο pixel σε σύγκριση με ό,τι είναι σήμερα διαθέσιμο. Αυτό σημαίνει ότι χρησιμοποιώντας την ίνα μας, μπορούμε να έχουμε pixel σε κλίμακες μικρομέτρου, δίνοντας μια εικόνα πολύ υψηλότερης ανάλυσης στους γιατρούς ώστε να κάνουν διάγνωση μεγαλύτερης ακρίβειας. Θα μπορούσαμε επίσης να χρησιμοποιήσουμε αυτές τις ίνες σε υφάσματα που απορροφούν το φως. Στη συνέχεια, όταν φοράμε για παράδειγμα ρούχα ή μια συσκευή με αυτά τα είδη ινών ενσωματωμένα, οι οπτικές ίνες θα μπορούσαν να μετατρέψουν την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια. Έτσι, τα ρούχα μας θα μπορούσαν να παράγουν ηλιακή ενέργεια».

Πηγή: sciencedaily.com

ΜΕΤΑΦΡΑΣΗ - ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: ΣΥΝΤΑΚΤΙΚΗ ΟΜΑΔΑ RAWMATHUB.GR
foolwo rawmathub.gr on Google News
Image

Έγκυρη ενημέρωση για την αξιακή αλυσίδα των raw materials

NEWSLETTER