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Posted in | Nanomaterials | Nanoenergy

बर्कले लैब के शोधकर्ताओं ने चिकित्सा, ऊर्जा, पर्यावरण और अधिक वर्तमान

Published on August 31, 2010 at 8:47 PM

बर्कले लैब के वैज्ञानिकों अमेरिकन केमिकल सोसायटी पतन 2010 में बोस्टन में राष्ट्रीय बैठक, 22-26 अगस्त, 2010 में लगभग 100 प्रस्तुतियों दिया.

अपने नए डिग्री का जश्न मनाने के लिए एक पार्टी में प्रसिद्ध फिल्म 1967 ग्रेजुएट, बेंजामिन ब्रेडोक, के उद्घाटन के दृश्य में, अपने भविष्य के लिए सलाह के एक शब्द दिया जाता है: युवा बेंजामिन कि सलाह आज प्राप्त करने के लिए शब्द हो सकता है कर रहे थे "प्लास्टिक." अच्छी तरह से किया गया है: "बैटरियों."

आर्थिक अर्थव्यवस्था का कहना है कि उन्नत बैटरी के लिए बाजार में है कि कर सकते हैं बिजली, बिजली संकर बिजली और उभरते प्लग में संकर बिजली के वाहनों के लिए डॉलर के मूल्य के अरबों होने जा रहा है. इलेक्ट्रॉनिक्स और बिजली उपकरणों में उनके प्रदर्शन के आधार पर, लिथियम आयन बैटरी तक निकल धातु hydride बैटरी लेकिन इससे पहले कि वे वाहनों के लिए लागू कर रहे हैं कई तकनीकी मुद्दों को संबोधित किया जाना चाहिए करने के लिए बेहतर होने की संभावना है.

Marca Doeff, बर्कले लैब सामग्री विज्ञान डिवीजन के साथ एक रसायनज्ञ, एक बात शीर्षक "उन्नत वाहन प्रौद्योगिकियों के लिए ली - आयन बैटरी के कैथोड सामग्री." वह एक लिथियम आयन बैटरी में सबसे महंगी घटक के रूप में कैथोड पर ध्यान केंद्रित प्रस्तुत किया.

"इसके अलावा," Doeff ने कहा, "कैथोड कक्ष में ऊर्जा घनत्व की निर्धारक है क्योंकि क्षमता आम तौर पर ग्रेफाइट anode, जिसके साथ यह मिलान किया जाना चाहिए की है कि तुलना में बहुत कम है."

Doeff और उसके सहयोगियों ने लागत कम करने और लिथियम आयन cathodes के प्रदर्शन में सुधार के लिए विभिन्न दृष्टिकोण के साथ प्रयोग कर रहे हैं. उनके अध्ययन से एल्यूमीनियम, टाइटेनियम, या स्तरित मिश्रित संक्रमण धातु आक्साइड में लोहे अब बैटरी में प्रयोग किया जाता के साथ महंगी कोबाल्ट घटक आंशिक प्रतिस्थापन शामिल हैं.

अब तक उन्होंने पाया है कि एल्यूमीनियम के साथ कोबाल्ट के एक पांच प्रतिशत प्रतिस्थापन कैथोड प्रदर्शन और चक्र स्थिरता बढ़ जाती है. टाइटेनियम की छोटी मात्रा में के साथ प्रतिस्थापन भी एक उच्च क्षमता और उच्च दर सकारात्मक सामग्री इलेक्ट्रोड के गठन के लिए नेतृत्व किया, जबकि लोहे के साथ प्रतिस्थापन के कम कैथोड क्षमता और गरीब दर क्षमताओं के लिए नेतृत्व.

"हमारा काम से पता चलता है कि कैथोड के विद्युत प्रदर्शन में परिवर्तन प्रतिस्थापन और क्रिस्टल संरचना पर परमाणु और उसके प्रभाव की प्रकृति पर अत्यधिक निर्भर है," Doeff कहा.

उच्च दक्षता सौर कोशिकाओं और अन्य नैनो प्रसन्न

कि एक ही स्नातक पार्टी में आज युवा बेन ब्रेडोक भी हो सकता है लगता है कि "नैनो." बताया आर्थिक अर्थव्यवस्था nanoscale सामग्री के लिए एक भी अधिक भरपूर सौर ऊर्जा और इलेक्ट्रॉनिक्स क्षेत्रों में विशेष रूप से, भविष्य की उम्मीद है. "नेनो पैमाने इलेक्ट्रॉनिक सामग्री: चुनौतियां और अवसर," अली Javey, बर्कले लैब सामग्री विज्ञान डिवीजन में एक संकाय वैज्ञानिक द्वारा एक बात का शीर्षक था. उसकी बात में Javey nanoscale खम्भों के आवेदनों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए इंजीनियरिंग सरणियों सहित कम लागत, अत्यधिक कुशल सौर कोशिकाओं, और कृत्रिम त्वचा है कि छूने की भावना के साथ कृत्रिम अंग प्रदान करता है, के लिए एक तकनीक का वर्णन किया.

"हमारी तकनीक एक सरल संपर्क मुद्रण प्रक्रिया के माध्यम से लचीला substrates पर nanowire घटकों के अत्यधिक आदेश दिया और नियमित रूप से arrays के बड़े पैमाने पर विधानसभा प्रदान करता है" Javey कहा. "बड़े पैमाने पर और उच्च एकरूपता के साथ एकीकृत इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ nanowire सेंसर इंटरफ़ेस करने की क्षमता सेंसर अनुप्रयोगों के लिए nanomaterials के एकीकरण की ओर एक महत्वपूर्ण अग्रिम प्रस्तुत करता है."

इस प्रौद्योगिकी पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक और पहनने योग्य कृत्रिम त्वचा सहित मानव इंटरफ़ेस अनुप्रयोगों, के लिए लागू किया जा रहा है. विचार यह है कि जोड़ों के बेहतर नियंत्रण के लिए मस्तिष्क में उन्नत prosthetics के एकीकरण के साथ, nanowire सेंसर के साथ इलेक्ट्रॉनिक त्वचा के अलावा रोगियों को छूने की उनकी भावना को हासिल करने के लिए सक्षम हो सकता है. त्वचा भी रोबोटिक्स में इस्तेमाल किया जा सकता है, शासी कितना दबाव एक रोबोट एक वस्तु पर लागू होता है है.

"हमारे लचीला यंत्रवत्, कृत्रिम त्वचा सेंसर प्रभावशाली यांत्रिक मजबूती प्रदान करता है और बिजली के गुणों" Javey कहा.

इसके अतिरिक्त, ऑप्टिकली सक्रिय nanowire सेंसर का उपयोग करके, Javey और उनके सहयोगियों ने अत्यधिक नियमित रूप से, एकल क्रिस्टलीय अर्धचालक के एल्यूमीनियम substrates कि तब सौर सेल मॉड्यूल के रूप में विन्यस्त किया गया पर nanopillar arrays के उत्पादन के लिए सक्षम किया गया है.

", प्रयोगों और मॉडलिंग के माध्यम से, हम दिखा दिया है कि हम बढ़ाया वाहक संग्रह दक्षता और ब्रॉडबैंड फोटो nanopillars के ज्यामितीय विन्यास से उत्पन्न होने वाली अवशोषण के साथ दोनों कठोर और लचीला substrates पर इन सौर मॉड्यूल कॉन्फ़िगर कर सकते हैं" Javey कहा. "यह एक बेहद कुशल सौर कोशिकाओं की लागत कम करने का वादा किया है."

Via Qdot - वरीयता प्राप्त Nanorods धूप से हाइड्रोजन

सलाह है कि स्नातक पार्टी में नहीं दिया हो सकता है एक शब्द है "हाइड्रोजन" हालांकि विशेषज्ञों का मानना ​​है कि हाइड्रोजन को भविष्य के नवीकरणीय ऊर्जा प्रौद्योगिकियों में एक महत्वपूर्ण भूमिका आदेश, एक अपेक्षाकृत सस्ते उत्पादन के कुशल और कार्बन न्यूट्रल मतलब यह चाहिए सकता है पहले विकसित हो. सौर ऊर्जा का उपयोग पानी से हाइड्रोजन का उत्पादन photocatalytic सभी आवश्यक मानदंडों को पूरा करती है, लेकिन इस दृष्टिकोण का व्यापक उपयोग करने के लिए कई सामग्री से संबंधित बाधाओं रहते हैं. बर्कले लैब के निदेशक पॉल Alivisatos, एक रसायनज्ञ और ऊर्जा के लिए नैनो पर अग्रणी अधिकार अपने शीर्षक बात में इन बाधाओं में से कुछ पर काबू पाने के लिए एक विचार पर चर्चा की "photocatalytic हाइड्रोजन उत्पादन tunable nanorod heterostructures साथ."

इस बात में, Alivisatos एक मॉडल nanosystem जिसमें कैडमियम selenide क्वांटम डॉट बीज, हाइड्रोजन पैदा एक उत्प्रेरक, एक प्लैटिनम इत्तला दे दी कैडमियम सल्फाइड nanorod के अंदर एम्बेडेड है वर्णित है.

"ऐसी संरचनाओं में छेद कैडमियम selenide तक ही सीमित तीन dimensionally हैं, जबकि delocalized इलेक्ट्रॉनों धातु टिप करने के लिए स्थानांतरित कर रहे हैं" Alivisatos कहा. "नतीजतन, इलेक्ट्रॉनों तीन विभिन्न घटकों पर और एक tunable शारीरिक लंबाई से छेद से अलग कर रहे हैं."

वरीयता प्राप्त nanorod धातु टिप कुशल आरोप लंबे समय से स्थायी वाहक जुदाई की सुविधा और वापस मध्यवर्ती की प्रतिक्रिया कम से कम. ट्यूनिंग nanorod heterostructure लंबाई और बीज आकार, Alivisatos और उनके समूह के लिए काफी गैरवरीय छड़ की तुलना में हाइड्रोजन के उत्पादन में वृद्धि करने में सक्षम हैं.

"हम हमारे एक बहु घटक nanoheterostructures अत्यधिक सक्रिय हाइड्रोजन उत्पादन के लिए 450 नैनोमीटर में एक स्पष्ट 20-percemt की मात्रा उपज के साथ पाया" Alivisatos कहा. "हमारा सिस्टम प्रकाश नारंगी रोशनी के तहत सक्रिय थे और बीजरहित कैडमियम सल्फाइड nanorods की तुलना में स्थिरता में सुधार का प्रदर्शन किया."

Last Update: 15. October 2011 19:48

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