เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย ผลึกนาโนคริสตัลของ Perovskite เป็นวัสดุที่น่าสนใจสำหรับไดโอดเปล่งแสง (LED) แต่พวกมันมักจะรวมกันเป็นก้อน – ความไม่เสถียรที่ทำลายคุณสมบัติดูดซับแสงและการเปล่งแสง นักวิจัยในสหรัฐอเมริกาประสบความสำเร็จในการทำให้วัสดุเหล่านี้มีเสถียรภาพในโครงสร้างที่มีรูพรุนที่เรียกว่ากรอบโลหะอินทรีย์ (MOFs) ฟิล์มที่ได้ซึ่งสามารถผลิตขึ้นได้ที่อุณหภูมิห้อง
สามารถนำไปใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
สำหรับผู้บริโภคและการถ่ายภาพทางการแพทย์ รวมไปถึงอุปกรณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ Perovskites เป็นวัสดุผลึกที่มีต้นทุนต่ำและแปรรูปได้ง่ายซึ่งทำจากองค์ประกอบที่อุดมสมบูรณ์ของโลก มีโครงสร้าง ABX 3 โดยที่ A คือซีเซียม เมทิลแอมโมเนียม (MA) หรือฟอร์มามิดิเนียม (FA) B เป็นตะกั่วหรือดีบุก และ X คือเฮไลด์ (คลอรีน โบรมีนหรือไอโอดีน) พวกมันดูดซับแสงในช่วงความยาวคลื่นสเปกตรัมสุริยะอันกว้างใหญ่ด้วยแถบความถี่แสงที่ปรับแต่งได้ และสีที่ปล่อยออกมายังสามารถถูกปรับอย่างต่อเนื่องตลอดช่วงสเปกตรัมที่มองเห็นได้ คุณสมบัติทั้งหมดเหล่านี้ทำให้พวกเขาดีกว่าวัสดุ LED แบบคลาสสิก แต่เช่นเดียวกับในการวิจัยวัสดุมักมีอุปสรรค: เนื่องจากนาโนคริสตัลมีแนวโน้มที่จะรวมตัวกัน วัสดุจะสลายตัวกลับเป็นเฟสจำนวนมาก ซึ่งไม่มีประโยชน์สำหรับ LED .
หลีกเลี่ยงการจับตัวเป็นก้อน ทีมที่นำโดยWanyi Nieจากศูนย์นาโนเทคโนโลยีแบบบูรณาการที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Los Alamosได้ค้นพบวิธีที่จะหลีกเลี่ยงการจับกลุ่มนี้โดยการสร้างผลึกภายในกระทรวงการคลัง โครงสร้างที่มีรูพรุนคล้ายกรงเหล่านี้แยกผลึกออกจากกันอย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้นจึงป้องกันไม่ให้หลอมรวมเข้าด้วยกัน
นักวิจัยได้รับแรงบันดาลใจจากงานบุกเบิกการสังเคราะห์ผง
perovskite-MOF (PeMOF) นักวิจัยทราบมาระยะหนึ่งแล้วว่าแกนโลหะตะกั่วใน lead-MOF สามารถทำปฏิกิริยากับเกลือเฮไลด์อินทรีย์ใน perovskite ได้ ส่งผลให้ผลึก perovskites ที่ไม่ทำปฏิกิริยารวมตัวกันรอบๆ โหนดโลหะ อย่างไรก็ตาม แทนที่จะทำงานกับแป้ง Nie และเพื่อนร่วมงานมุ่งเน้นไปที่การสร้างฟิล์มบางที่มีความสม่ำเสมอสูงซึ่งเหมาะสำหรับการประดิษฐ์อุปกรณ์
“เราเริ่มต้นด้วยการสร้างฟิล์มบาง lead-MOF ซึ่งความหนาที่เราสามารถควบคุมได้ จากนั้นจึงแนะนำสารละลายอินทรีย์เฮไลด์ ซึ่งในกรณีนี้คือเมทิลแอมโมเนียมโบรไมด์ เข้าไปในกระทรวงการคลัง” สมาชิกทีม Hsinhan Tsai อธิบาย “จากนั้นเราแปลงชั้นบนสุดของภาพยนตร์ให้เป็นโครงสร้าง perovskite-MOF”
ไฟสีแดง น้ำเงิน และเขียว สว่างสดใส แนวคิดของการรวมนาโนคริสตัลของ perovskite ใน MOF นี้ได้รับการแสดงให้เห็นมาก่อนในรูปแบบผง แต่นี่เป็นครั้งแรกที่ทุกคนประสบความสำเร็จในการรวมเป็นชั้นเปล่งแสงใน LED Tsai กล่าวเสริม วิธีการนี้ใช้วิธีการเคลือบสารละลายซึ่งมีราคาต่ำกว่าเทคนิคการประมวลผลแบบสุญญากาศทั่วไปที่ใช้เป็นประจำเพื่อสร้าง LED แบบอนินทรีย์ในปัจจุบัน
ไฟ LED ที่มีความเสถียรของ MOF สามารถประดิษฐ์ขึ้นเพื่อสร้างแสงสีแดง สีน้ำเงิน และสีเขียว รวมถึงเฉดสีที่แตกต่างกัน Nie ตั้งข้อสังเกตว่าอุปกรณ์ดังกล่าวยังแสดงความบริสุทธิ์ของสีที่ดีขึ้นและผลผลิตควอนตัม photoluminescence (PL) ที่สูงขึ้น ซึ่งเป็นการวัดความสามารถของวัสดุในการผลิตแสง
นักวิจัยทดสอบวัสดุของพวกเขาโดยให้สัมผัสกับรังสีอัลตราไวโอเลต
ความร้อน และสนามไฟฟ้า ไม่มีปัจจัยใดที่ทำให้วัสดุเสื่อมคุณภาพ และการทดสอบแสดงให้เห็นว่าวัสดุเหล่านี้ไม่สูญเสียประสิทธิภาพในการดูดซับแสงและการเปล่งแสงเช่นกัน การใช้สเปกโตรสโกปีแบบออปติคัลและเอ็กซ์เรย์ที่แหล่งกำเนิดโฟตอนขั้นสูง (แผนกพลังงานที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Argonne ) ทีมงานยังได้ค้นพบว่าการปล่อยแสงจ้ามาจากตัวพา (อิเล็กตรอนและรู) ที่รวมตัวกันใหม่ในบริเวณที่มีการแปลของโครงสร้าง ความเข้มของ PL เปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยตามอุณหภูมิ Tsai อธิบาย เนื่องจากระบบไม่มีกับดัก สิ่งเหล่านี้เป็นข้อบกพร่องที่สามารถดักจับอิเล็กตรอนและรู ป้องกันไม่ให้รวมตัวกันใหม่และทำให้ไม่สามารถเปล่งแสงได้
กรอบโลหะอินทรีย์ที่มีรูพรุนเป็นพิเศษสามารถทำให้ตัวพาพลังงานสะอาดได้ สำหรับการใช้งาน Tsai บอกPhysics Worldว่าเช่นเดียวกับ LED โครงสร้าง PeMOF ใหม่อาจมีประโยชน์ในฐานะรังสีเอกซ์สำหรับการถ่ายภาพรังสีเอกซ์ทางการแพทย์ “เรายังคาดหวังให้พวกมันถูกใช้ในการใช้งานด้านพลังงานแสงอาทิตย์ด้วยการปรับองค์ประกอบเพอร์รอฟสไกต์เพื่อให้ดูดซับรังสีความยาวคลื่นสเปกตรัมแสงอาทิตย์” เขากล่าว
นักวิจัยซึ่งรายงานงานของพวกเขาในNature Photonicsกล่าวว่าตอนนี้พวกเขาวางแผนที่จะปรับสีที่ปล่อยออกมาจากโครงสร้างให้อยู่ในพื้นที่สีน้ำเงินของสเปกตรัม “เทคโนโลยี LED สีน้ำเงินเป็นองค์ประกอบพื้นฐานสำหรับการปล่อยแสงสีขาว และไม่มีวัสดุจำนวนมากที่สามารถเปล่งความยาวคลื่นนี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ” Tsai กล่าว
การตรวจเอกซเรย์ปล่อยโพซิตรอน (PET) เป็นวิธีการถ่ายภาพระดับโมเลกุลที่ใช้ในการวินิจฉัยโรคมะเร็ง ในระหว่างขั้นตอนการถ่ายภาพ โพซิตรอนจะถูกสร้างขึ้นในร่างกายของผู้ป่วยด้วย แต่ระบบ PET ในปัจจุบันไม่สามารถรับภาพโพซิทรอนเนียมได้ ตอนนี้ นักวิจัยในโปแลนด์ได้สร้างภาพโพซิทรอนเนียมครั้งแรกที่บันทึกระหว่างการสแกนด้วย PET โดยรายงานผลของพวกเขาในScience Advances
“เป้าหมายของเราในการแนะนำการถ่ายภาพด้วยโพซิตรอนคือการเพิ่มความจำเพาะของการวินิจฉัยโรคมะเร็ง ซึ่งสามารถระบุระดับของมะเร็งในร่างกายได้โดยไม่จำเป็นต้องตัดชิ้นเนื้อผ่าตัด” Paweł MoskalจากJagiellonian ผู้ร่วมวิจัยและนักประดิษฐ์คนแรกของการถ่ายภาพโพซิตรอนอธิบาย มหาวิทยาลัย .
Ewa Stępieńหัวหน้าฝ่ายวิจัยทางการแพทย์ของกลุ่มกล่าวว่า “เราเชื่อว่าภาพโพซิทรอนเนียมจะช่วยให้แยกแยะความแตกต่างระหว่างเนื้อเยื่อที่มีสุขภาพดี มะเร็ง และการอักเสบได้ดีขึ้น และช่วยให้เราระบุระดับของเนื้องอกมะเร็งได้ หากการระบาดใหญ่ของโควิด-19 แสดงให้เห็นว่าวัคซีนรุ่นต่อไปสามารถทำงานได้อย่างไร การศึกษาเหล่านี้จะให้ข้อมูลคร่าวๆ ว่าวัคซีนเหล่านี้จะถูกส่งไปได้อย่างไร อนาคตของวัคซีนอาจปราศจากเข็มฉีดยา ซึ่งสามารถอำนวยความสะดวกในการจัดเก็บ การขนส่ง และการบริหาร ในขณะเดียวกันก็กระตุ้นการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่สูงขึ้นด้วยปริมาณที่น้อยลง เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย
