• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Forskare odlar sjöborreformade strukturer

    Dessa är "sjöborrar" gjorda av små polystyrenkulor, med zinkoxid nanotråd "spines" skapas med hjälp av en enkel elektrokemisk process. Kredit:Empa

    Schweiziska forskare har lyckats odla sjöborreformade nanostrukturer från små bollar av polystyrenpärlor med hjälp av en enkel elektrokemisk process. Havsborrarnas taggar består av nanotrådar av zinkoxid. Den strukturerade ytan bör bidra till att öka effektiviteten hos solcellsanordningar.

    Processer som ger material nya egenskaper är i allmänhet komplicerade och därför ofta ganska svåra att reproducera. Så överraskning blir till förvåning när forskare rapporterar om nya metoder som inte bara ger enastående resultat trots att de använder ekonomiskt prissatta utgångsmaterial men inte heller behöver dyr instrumentering.

    Bara ett enkelt ramverk av polystyren

    Detta är precis vad Jamil Elias och Laetitia Philippe från Empas mekanism för material och nanostrukturer i Thun har lyckats med. De använde polystyrensfärer som ett slags ställningar för att skapa tredimensionella nanostrukturer av halvledande zinkoxid på olika underlag. De två forskarna är övertygade om att de (nanostrukturerade) "grova" men regelbundet strukturerade ytorna de har producerat på detta sätt kan utnyttjas i en rad elektroniska och optoelektroniska enheter som solceller och även kortvågslasrar, ljusdioder och fältdisplayer.

    Den vetenskapliga världen reagerade snabbt. Papperet där resultaten rapporterades publicerades i januari 2010 i onlineutgåvan av Avancerade material . I samma månad blev det den mest nedladdade artikeln, och i april valdes det att visas på tidningens insida.

    Principen bakom processen är ganska enkel. Små sfärer av polystyren med några mikrometer i diameter placeras på en elektriskt ledande yta där de orienterar sig i vanliga mönster. Polystyren är billig och allestädes närvarande - den används ofta som förpackningsmaterial (till exempel för yoghurtkrukor av plast) eller som isolerande material i expanderad form som ett stelnat skum.

    Ihåliga kroppar med taggar för solcellstillämpningar

    De små bollar av polystyren som är förankrade på detta sätt bildar mallen på vilken nanotrådarna är avsatta. Jamil Elias har lyckats använda en elektrokemisk metod som han själv har utvecklat för att variera konduktiviteten och elektrolytiska egenskaperna hos polystyrenkulorna så att zinkoxiden avsätts på mikrosfärernas yta. Med tiden växer vanliga nanotrådar från denna yta, och när denna process är klar tas polystyren bort, lämnar efter sig ihåliga sfäriska strukturer med taggar - små sjöborrar, som det var! Tätt packad på det underliggande underlaget, sjöborrarna ger den en tredimensionell struktur, därigenom ökar dess yta avsevärt.

    Denna nanostrukturerade yta är förutbestämd för användning i fotovoltaiska applikationer. Forskarna förväntar sig att den kommer att ha utmärkta ljusspridningsegenskaper. Det betyder att ytan kommer att kunna absorbera betydligt mer solljus och därför kunna omvandla utstrålad energi till el mer effektivt. I ett projekt som stöds av Swiss Federal Office of Energy (SFOE), Laetitia Philippe och hennes forskargrupp utvecklar extremt tunna absorberare (ETA) för solceller, baserade dessa nanostrukturer av zinkoxid.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com