ابتكار مادة كيميائية تساعد في تطوير ألواح الطاقة الشمسية والسيارات ذاتية القيادة
تاريخ النشر: 11th, July 2023 GMT
هل تذكر تجربة انكسار الضوء لإسحق نيوتن التي درسناها في المرحلة الابتدائية، حين كنا نستخدم فيها المنشور الزجاجي لتحليل الضوء الأبيض إلى 7 ألوان (الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق والبنفسجي والنيلي)؟ تجربة نيوتن هذه كانت تعد النواة لدراسة الضوء وخصائصه.
اليوم، وفق ورقة بحثية جديدة نشرتها دورية "نيتشر كيمستري" (Nature Chemistry)، تمكن فريق يضم باحثين ومهندسين من عدة جامعات أميركية من ابتكار مادة كيميائية جديدة يمكنها امتصاص الضوء الأحمر وتحويله إلى الضوء الأزرق.
تتكون المادة الجديدة من جزيئات نانوية صغيرة جدا من السيليكون (مادة غير عضوية تستخدم في الألواح الشمسية وفي عديد من أشباه الموصلات) وجزيئات من الأنثراسين (مادة عضوية ينبعث منها ضوء أزرق).
وقد عمل الفريق البحثي بدأب منذ سنوات على تحويل الضوء الأحمر إلى ضوء أزرق، وفي ورقة بحثية سابقة تمكنوا من ربط جزيئات السليكون وجزيئات الأنثراسين معا.
أما في هذه الورقة، فقد تمكنوا من ابتكار طريقة توصيل جديدة لربط الجزيئات ببعضها، حيث شكل الباحثون جسورا موصلة كهربائيا توصل بين جزيئات الأنثراسين وجزيئات السيليكون النانوية، وذلك لرفع سرعة تبادل الطاقة بين الجزيئات.
من جانبه، قال شون روبرتس أستاذ الكيمياء المشارك في جامعة أوستن -في البيان الصحفي الذي نشره موقع "فيز دوت أورغ" (Phys.org)– إن "هذه العملية تعطينا طريقة جديدة تماما لتصميم المواد، حيث تمكنا من دمج مادتين مختلفتين تماما: مادة عضوية ومادة غير عضوية، وربطهما بقوة كافية ليس لإنشاء خليط فحسب، بل لإنشاء مادة هجينة جديدة تماما بخصائص تختلف تماما عن كلا المكونين".
ويمكن للهياكل الهجينة المتكونة بين الجزيئات العضوية والجزيئات غير العضوية أن تحقق تحولات فيزيائية ضوئية فريدة من خلال الاستفادة من خصائصها المتباينة.
خصائص المادة الجديدة وتطبيقاتهامن بين خصائص المادة الجديدة قدرتها على تحويل الضوء الأحمر -وهو ذو طاقة منخفضة ويميل إلى الانتقال بشكل جيد عبر الأنسجة والسوائل- إلى الضوء الأزرق، وهو ذو طاقة مرتفعة ويستخدم في أجهزة الاستشعار. وقد ضاعفت الجسور الكهربائية من كفاءة المادة في تحويل الضوء ذي الطاقة المنخفضة إلى ضوء ذي طاقة مرتفعة.
وحسب الباحثون، فإن تطبيقات المادة الجديدة واعدة في عدة مجالات منها التصوير الحيوي، وتطوير الطباعة ثلاثية الأبعاد، بالإضافة إلى تطوير أجهزة استشعار الضوء التي يمكن استخدامها لمساعدة السيارات ذاتية القيادة على الحركة عبر الضباب.
وأوضح روبرتس أن "هذه المادة قد تكون قادرة على إنشاء أنظمة يمكنها الرؤية في الأشعة تحت الحمراء، مثلا في المركبات ذاتية القيادة وفي أجهزة الاستشعار وأنظمة الرؤية الليلية".
كما يمكن أن ترفع المادة من كفاءة الخلايا الشمسية من خلال السماح لها بالتقاط الأشعة تحت الحمراء القريبة التي تمر عادة عبرها، وقد تسهم في تخفيض أعداد الألواح الشمسية بنسبة 30%.
المصدر: الجزيرة
إقرأ أيضاً:
مبيعات غير مسبوقة للطاقة الشمسية في عدن وسط أزمة الكهرباء: هل يتم استغلال الوضع من قبل التجار؟
شمسان بوست / خاص:
أفاد تجار الجملة في مجال بيع منظومات الطاقة الشمسية بأنهم سجلوا مبيعات غير مسبوقة خلال فترة الانقطاع التام للكهرباء التي شهدتها مديريات العاصمة عدن في الأيام الثلاثة الماضية.
وأوضح التجار أن بعض محلات التجزئة قامت بتقديم تسهيلات لعملائها، حيث عرضت بيع المنظومات بالتقسيط بنظام دفع نصف القيمة نقدًا والنصف الآخر مؤجل.
وتعالت بعض الأصوات في الشارع التي تشير إلى أن الأزمة الحالية تم استغلالها من قبل التجار لتصريف المنظومات المتكدسة في مستودعاتهم، مستفيدين من الحاجة المتزايدة للطاقة البديلة.
ومع استمرار انقطاع التيار الكهربائي في العاصمة عدن، بدأ العديد من المواطنين، خاصةً من ذوي الدخل المحدود، في التفكير في الاقتراض للحصول على منظومات الطاقة الشمسية كحل للحد من تأثيرات الانقطاع المستمر للكهرباء.
الاشتباك في أجواء اليمن “الأشد إحراجاً لواشنطن”