Podczerwień w odpowiedzi na światło widzialne
Od wielu lat znamy i wykorzystujemy materiały, które po wystawieniu na światło widzialne, emitują światło widzialne. Teraz naukowcom udało się stworzyć materiał, który emituje światło podczerwone w odpowiedzi na ekspozycję na światło widzialne.
Nowy materiał może zostać wykorzystany w medycynie oraz w wojsku czy policji. Niewykluczone, że posłuży też do stworzenia doskonalszych ogniw słonecznych.
Jeśli wyniesiesz ten materiał poza pomieszczenie, wystarczy 1 minuta działania światła słonecznego, by przez 360 godzin emitował on promieniowanie w bliskiej podczerwieni. Materiał może być też aktywowany przez oświetlenie fluoroscencyjne - mówi profesor Zhengwei Pan.
Z nowego materiału można stworzyć nanocząsteczki, które będą wiązały się z komórkami nowotworowymi i pozwolą lekarzom zauważyć nawet najmniejsze guzy. Można będzie z niego tworzyć np. ceramiczne identyfikatory i przyczepiać do ludzi lub pojazdów, by, dzięki okularom działającym na podczerwień, łatwo odróżnić wroga od sojusznika. Materiał można też zmielić na proszek i zmieszać go z farbą, by w ten sposób zaznaczać obiekty przeznaczone dla wtajemniczonych oczu.
Pan rozpoczął tworzenie swojego materiału od posiadającego trzy powłoki walencyjne jonu chromu. Po ekspozycji na światło jego elektrony szybko przechodzą ze stanu podstawowego na wyższe stany energetyczne. Gdy elektrony powracają do stanu podstawowego, dochodzi do emisji światła w bliskiej podczerwieni. Emisja ta trwa bardzo krótko, zaledwie przez milisekundy.
Innowacja Pena polega na użyciu matrycy z cynku i stopu galu z germanem, w której znajdują się umieszczono jony chromu. Struktura chemiczna matrycy tworzy sieć „pułapek", których zadaniem jest uwięzienie i przechowywanie energii pochodzącej ze wzbudzonych elektronów i przechowywanie jej przez dłuższy czas. Energia ta jest uwalniania w formie termicznej i przekazywana z powrotem do jonów chromu. To powoduje emisję światła w podczerwieni, która trwa niemal przez dwa tygodnie.
Nie sądzimy, byśmy znaleźli idealny materiał. Będziemy dopasowywali jego parametry tak, by poprawić jego właściwości - mówi Pen.
Nowy materiał był testowany przez rok. Sprawdzano, jak sprawuje się w dni słoneczne, pochmurne i deszczowe, zanurzano go na całe miesiące w wodzie słodkiej, słonej i w roztworze wybielającym - nie zanotowano żadnej utraty wydajności.
Komentarze (8)
waldi888231200, 22 listopada 2011, 10:36
Same zastosowania w celu dokopania innym a może tak pokryć nim budynki i przestaną być widoczne nie psując krajobrazu.
mikroos, 22 listopada 2011, 11:50
A gdyby tak stworzyć formę pośrednią, oddającą ciepło przez 8-12 godzin, mielibyśmy możliwość stworzenia naprawdę fajnych grzejników akumulacyjnych - ładowanych za dnia, a oddających ciepło w nocy
TrzyGrosze, 22 listopada 2011, 13:33
Czy takie coś nie nazwano kolektorem słonecznym
mikroos, 22 listopada 2011, 13:37
Nie do końca, bo sam kolektor nie przechowuje energii, a jedynie przekazuje ją wodzie. A ja mówię o jednoelementowym urządzeniu, które będzie jednocześnie kolektorem, akumulatorem i grzejnikiem/radiatorem.
TrzyGrosze, 22 listopada 2011, 13:45
Jeżeli "all in one", to trzeba by rano wystawiać na słońce, a wieczorem chować.
Ale co tam, no problem
.
mikroos, 22 listopada 2011, 15:11
Wszystko zależy od tego, jaka byłaby wydajność takiego urządzenia i jaka byłaby przepuszczalność cieplna okien.
Jeżeli uda się opracować okna, które będą dobrze przepuszczały śwatło widzialne, ale będą dobrą barierą dla podczerwieni (ciepła), to taki grzejnik teoretycznie można by nawet napylić na podłogę (w końcu takie urządzenie nie potrzebowałoby zasilania i mogłoby mieć dowolny kształt). Oczywiście wtedy dochodzi kwestia regulacji i tu widzę problem, ale wszystko musi zacząć się od pomysłu
Jajcenty, 22 listopada 2011, 15:42
Niepokoi mnie niewielka szybkość z jaką to ustrojstwo oddaje energię. Wiem, że między światłem widzialnym a IR jest jakiś rząd wielkości (kwant widzialnego ma 10 razy więcej energii) ale 1minuta do 360 godzin to jakieś 20 000 razy czyli energia wypromieniowana jest jak 1:/2000. Stała słoneczna to ~1,3 KW/m2, w tych założenia mielibyśmy jakieś 0,7W/m2 . Słabo, albo coś mi umyka.
romero, 22 listopada 2011, 18:05
Ale nie jest powiedziane że jesli wystawisz materiał na 4 godziny to przez równe 10 lat będzie oddawał ciepło, może oddawać niewiele dłużej niż te 15dni ale z mocą odpowiednio większą.