En fysikprofessor vid University of Texas i Arlington har hjälpt till att skapa ett hybrid nanomaterial som kan användas för att omvandla ljus och termisk energi till elektrisk ström, överträffar tidigare metoder som använde antingen ljus eller termisk energi, men inte båda.
Arbetar med Louisiana Tech University biträdande professor Long Que, UT Arlington biträdande fysikprofessor Wei Chen och doktorander Santana Bala Lakshmanan och Chang Yang syntetiserade en kombination av kopparsulfidnanopartiklar och enkelväggiga kolnanorör.
Teamet använde nanomaterialet för att bygga en prototyp av termoelektrisk generator som de hoppas kan producera milliwatt effekt. Parat med mikrochips, tekniken kan användas i enheter som självförsörjande sensorer, elektroniska enheter med låg effekt och implanterbara biomedicinska mikroenheter, sa Chen.
"Om vi kan omvandla både ljus och värme till el, potentialen är enorm för energiproduktion, ", sa Chen. "Genom att öka antalet mikroenheter på ett chip, denna teknik kan erbjuda en ny och effektiv plattform för att komplettera eller till och med ersätta dagens solcellsteknik."
I labbtester, den nya tunnfilmsstrukturen visade ökningar med så mycket vid 80 procent i ljusabsorption jämfört med enväggar tunnfilmsenheter med nanorör, vilket gör den till en mer effektiv generator.
Kopparsulfid är också billigare och mer miljövänlig än de ädla metaller som används i liknande hybrider.
I oktober, journalen Nanoteknik publicerade en artikel om arbetet som heter "Optical termal response of single-walled carbon nanorube-koppar sulfide nanopartikel hybrid nanomaterials." I det, forskare säger också att de fann att de kunde förbättra de termiska och optiska omkopplingseffekterna av hybridnanomaterialet så mycket som tio gånger genom att använda asymmetrisk belysning, snarare än symmetrisk belysning.
Medförfattare på Nanoteknik papper från Louisiana Tech inkluderar Yi-Hsuan Tseng, Yuan He och Que, hela skolans Institute for Micromanufacturing.
"Dr Chens forskning med nanomaterial är ett viktigt framsteg med potential för långtgående tillämpningar, sa Pamela Jansma, dekanus vid UT Arlington College of Science. "Det här är den sortens arbete som visar värdet av ett forskningsuniversitet i norra Texas och utanför."
Chen får för närvarande finansiering från det amerikanska försvarsdepartementet för att utveckla fotodynamisk terapi för självbelysning av nanopartiklar för användning mot bröst- och prostatacancer. 2010, han var den första att publicera resultat i tidskriften Nanomedicine som visar att nära infrarött ljus kan användas för att värma kopparsulfidnanopartiklar för fototermisk terapi vid cancerbehandling, som förstör cancerceller med värme mellan 41 och 45 grader Celsius.
Nästa månad, de Journal of Biomedical Nanotechnology kommer att publicera Chens arbete som framgångsrikt kopplar guldnanopartiklar med kopparsulfidnanopartiklar för fototermisk terapi. Ett sådant material skulle vara mindre kostsamt och potentiellt mer effektivt än att använda enbart guldpartiklar, sa Chen. Den nya uppsatsen heter "Local field enhanced Au/CuS nanocomposites as efficient photothermal transducer agents for cancer treatment."
