Metode Baru dalam Menumbuhkan Nanoplatelet Dapat Membuka Elektronik yang Lebih Baik

A group of researchers just unveiled a detailed study delving into a new method of growing nanoplatelets that has the potential to significantly enhance electronics. The method requires less energy and costs and provides more consistency than the current processes. Here’s everything you need to know.

CsPbBr3 Nanoplatelets

Nanoplatelet adalah lembaran tipis mikroskopis dari material. Lembaran ini dapat digunakan untuk berbagai tujuan tergantung pada material dan karakteristiknya. Saat ini, Anda dapat menemukan perangkat ini di banyak sensor penting, LED, dan bahkan panel surya Anda. Penggunaan yang luas ini disebabkan oleh sifat Ferroelectric material yang ditunjukkan oleh varian tertentu.
Secara khusus, material Ferroelectric dapat mempertahankan polarisasinya yang dapat diubah ketika tegangan terdeteksi. Oleh karena itu, mereka memainkan peran penting dalam banyak struktur teknologi tinggi saat ini. Namun, ada beberapa kelemahan pada metode yang saat ini digunakan untuk membuat mikrokrisal yang berguna ini.

Issues with Current CsPbBr3 Nanoplatelets

Beberapa masalah telah membatasi penggunaan nanoplatelet CsPbBr3; masalah utama pada proses manufaktur saat ini adalah biayanya yang sangat tinggi. Pembuatan kristal CsPbBr3 berkualitas tinggi memerlukan suhu tinggi dan perangkat khusus serta tidak dapat secara andal menghasilkan kristal yang lebih besar dan lebih berguna. Menyadari kekurangan ini, tim mengusulkan teknik baru untuk menciptakan kristal yang diperlukan guna memproduksi nanoplatelet CsPbBr3 yang besar dan dapat diandalkan.

CsPbBr3 Nanoplatelets Study

Studi berjudul “Pertumbuhan Solvotermal pada Suhu Dekat Ruangan dari Nanoplatelet Ferroelectric CsPbBr3 dengan Arus Gelap Ultralow” dipublikasikan dalam jurnal ilmiah Advanced Materials bulan ini. Studi tersebut menjelaskan bagaimana insinyur dapat menggunakan metode berbasis pelarut baru untuk meningkatkan keandalan, menurunkan biaya, dan memperbesar ukuran kristal yang dapat mereka hasilkan secara konsisten.

Solvothermal Synthesis

Metode baru tim untuk menciptakan kristal bergantung pada proses yang disebut sintesis solvotermal. Dalam proses manufaktur ini, bahan kimia prekursor digunakan untuk memfasilitasi pertumbuhan kristal. Larutan berbasis alkohol ini memberikan kelarutan yang superior, memungkinkan terbentuknya nanoplatelet yang lebih besar dan lebih konsisten. Material yang terlarut kemudian membentuk kembali menjadi nanoplat tipis ultra yang hanya berukuran mikrometer.

Sebagai perbandingan, rambut manusia memiliki ketebalan antara 30 – 80 mikrometer. Nanoplatelet mikroskopis ini merupakan tambahan ideal untuk elektronik canggih yang memerlukan material ringan dan dapat diandalkan serta dapat diproduksi massal dengan biaya terjangkau. Setelah tim menciptakan mikroperangkat mereka, saatnya menguji teori mereka.

CsPbBr3 Nanoplatelets Tests

Para insinyur melakukan berbagai pengujian pada Nanoplatelet CsPbBr3. Mereka memulai dengan menguji karakteristik listrik, kemudian cahaya, diikuti oleh daya tahan dan konsistensi. Untuk memastikan hasil yang akurat, berbagai metode pengujian digunakan.

Piezoresponse Force Microscopy

Salah satu fokus utama adalah kemampuan listrik dari nanoplatelet baru. Peneliti perlu menguji karakteristik ini untuk memastikan unit memiliki konduktivitas. Secara khusus, mereka ingin mengetahui berapa banyak, berapa lama, dan seberapa efektif. Tim mencatat ferroelectricitas pada titik kuantum CsPbBr3 dan berhasil mengukur respons mekanik spesifik kristal di berbagai medan listrik.

Second Harmonic Generation

Peneliti juga tertarik pada kemampuan penangkapan cahaya dan sensitivitas perangkat ini. Mereka mengintegrasikan pengujian Second Harmonic Generation untuk melihat secara tepat frekuensi cahaya apa yang dihasilkan kristal pada arus tertentu. Pengujian ini membantu tim lebih memahami kemampuan deteksi cahaya mikrokrisal mereka.

Results

Hasil kerja tim berbicara sendiri. Nanokristal berhasil dibuat dengan sukses. Selain itu, mereka berhasil mempertahankan dan melampaui sifat ferroelectric kristal sebelumnya, yang berarti metode baru menghasilkan kristal yang lebih hemat energi dan sensitif.
Pengujian juga mengungkapkan bahwa metode baru untuk menumbuhkan unit ini berhasil. Peneliti dapat mensintesis kristal ferroelectric bulk CsPbBr3 menggunakan pendekatan ini, yang merupakan yang pertama di sektor ini. Kemampuan ini dapat merevolusi pasar dengan memungkinkan pengembang mengintegrasikan sensor yang lebih sensitif dan efektif ke dalam elektronik mereka tanpa meningkatkan harga. Secara khusus, pengujian menunjukkan bahwa mikrokrisal baru 100 kali lebih efektif dalam mendeteksi cahaya dibandingkan pendahulunya.

Benefits

Ada beberapa manfaat yang dibawa penelitian ini ke pasar. Selama bertahun‑tahun, insinyur mencari cara untuk menciptakan sensor cahaya yang lebih sensitif dan perangkat yang lebih ringan. Unit ini penting dalam elektronik, produksi energi, dan industri ilmu material saat ini. Nanoplatelet menawarkan solusi yang layak untuk masalah ini karena mereka sangat kecil, ringan, dan bila diproduksi dengan tepat, tahan lama.

Near Room Temperature

Salah satu manfaat terbesar yang diperkenalkan oleh metode pembentukan kristal baru adalah kemampuan untuk membuat nanoplatelet pada suhu mendekati ruangan. Penggunaan pelarut alih-alih panas atau radiasi intens membuka jalan bagi proses manufaktur yang kurang mengganggu. Pendekatan baru ini menghilangkan kebutuhan akan perangkat berdaya tinggi, memungkinkan lebih banyak produsen mengadopsi metode ini sekaligus mengurangi biaya.

Batch Crystal Creation

Permintaan akan nanoplatelet terus meningkat, dan studi terbaru ini akan membantu memenuhi permintaan tersebut. Membuat batch besar Nanoplatelet CsPbBr3 terbukti sulit di masa lalu. Salah satunya, proses awal tidak mendukung pembuatan batch kristal. Pendekatan baru ini memberikan keseragaman dalam proses manufaktur, memungkinkan insinyur dengan mudah memproduksi nanoplatelet CsPbBr3 yang tahan lama.

Lower Costs

Membuat nanoplatelet dengan metode saat ini mahal. Alat khusus yang dapat menahan suhu tinggi pada tingkat mikron sulit digunakan, terbatas ketersediaannya, dan mahal untuk dirancang, diproduksi, didistribusikan, serta dipelihara. Dengan menggunakan elemen pelarut berbasis alkohol, banyak persyaratan ini terbuka untuk adopsi luas proses manufaktur nanoplatelet ke depan.

Better Electrical Properties

Metode solusi pelarut memberikan konduktivitas listrik dan polarisasi yang lebih baik dibandingkan teknik manufaktur sebelumnya. Karakteristik ini dapat membantu insinyur membuat panel surya, LED, dan peralatan observasi optik yang lebih efektif.

Smaller Devices

Alasan utama lainnya mengapa industri menyambut studi ini dengan antusias adalah karena nanoplatelet merupakan komponen penting dalam mikroelektronik saat ini. Metode solusi pelarut memudahkan pembuatan platlet kecil dan dapat diandalkan yang dapat dipasang pada robotika nano atau mikro lainnya. Perangkat mikroskopis ini dipandang oleh banyak orang sebagai masa depan berbagai industri.

Researchers

Studi ini diprakarsai oleh tim insinyur yang dipimpin oleh Gokul Anilkumar, Dr. Rahman  Dr. Goutam Sheet, dan Prof. Pavan Kumar dari IISER, serta Dr. Sooyeon Hwang dari Brookhaven National Laboratory. Setiap anggota tim membawa keahlian khusus mereka ke proyek, memungkinkan kelompok melakukan berbagai pengujian di berbagai spektrum dengan menggunakan model terbaru.

Potential Applications

Ada beberapa aplikasi penggunaan nanoplatelet di berbagai industri. Perangkat ini penting dalam ekonomi saat ini, di mana mereka telah digunakan untuk membuat material yang lebih kuat, mencegah penyebaran penyakit, dan banyak lagi. Berikut adalah aplikasi potensial utama untuk Nanoplatelet CsPbBr3 tim ini.

Ultrasensitive Sensor

Salah satu penggunaan utama penemuan ini adalah pengenalan detektor cahaya ultra-sensitif. Sensor ini dapat membuka era baru panel surya berdaya tinggi yang cukup sensitif untuk mengumpulkan cahaya dari sumber lemah seperti langit malam. Jika berhasil, energi surya akan mendapatkan dorongan besar dalam keandalan, efisiensi, dan ukuran, karena panel baru dapat jauh lebih efektif dibandingkan model lama.
Selain itu, sensor dapat dipasang untuk menciptakan peralatan keselamatan dan pemantauan yang lebih baik. Sensor ini dapat mendeteksi energi sekecil apapun yang dihasilkan oleh cahaya, sinar-X, atau sumber radiasi lainnya. Dengan demikian, mereka dapat membuat tempat kerja lebih aman dengan menyediakan metode deteksi yang lebih dapat diandalkan.

Thermal Protection and Management

Industri dirgantara telah lama menggunakan nanoplatelet untuk membantu menyelesaikan banyak masalah ilmu materialnya. Perangkat ini dapat membantu manajemen termal material di kondisi ekstrem. Misalnya, nanoplatelet dapat digunakan untuk memperkuat kinerja material saat masuk atau keluar atmosfer. Unit kecil ini dapat membantu mendistribusikan atau memusatkan panas pada area kunci tanpa menambah berat keseluruhan proyek.

New Materials

Platelet memainkan peran penting dalam penciptaan material baru untuk manufaktur. Oleh karena itu, insinyur terus menemukan material baru yang lebih andal menggunakan graphene nanoplatelet dan lainnya. Unit ini telah menunjukkan karakteristik termal, mekanik, dan listrik yang superior. Pengenalan nanoplatelet terbaru ini dapat membuka era baru material ultra-keras dan ringan.

Healthcare

Semakin banyak profesional kesehatan yang ingin melawan bakteri dan penyakit pada skala mikron menggunakan nanoplatelet. Studi telah menunjukkan bahwa unit ini memiliki sifat antibakteri. Oleh karena itu, produsen kini melihat teknologi ini sebagai cara untuk mengurangi bakteri dan meningkatkan metode pengantaran obat. Ada juga profesional kesehatan yang berusaha menggunakan nanoplates sebagai nanokariomer biomimetik. Perangkat ini dapat dipasang untuk menargetkan organ tertentu atau wilayah lain dalam tubuh, menjadikannya cara ideal untuk mengantarkan obat dan perawatan ke area yang sulit dijangkau.

Two Companies that Could Benefit from The CsPbBr3 Nanoplatelets Study

Beberapa perusahaan dapat memanfaatkan studi Nanoplatelet CsPbBr3 ini untuk meningkatkan penawaran mereka. Dari dirgantara hingga kesehatan, perangkat kecil ini siap merevolusi cara kerja elektronik. Berikut dua perusahaan yang dapat segera mengintegrasikan teknologi ini dan melihat peningkatan laba mereka.

1. Novo Nordisk

Perusahaan biomedis berbasis Denmark, Novo Nordisk, merupakan contoh utama perusahaan yang dapat mengintegrasikan proses manufaktur nanoplatelet terbaru ini untuk meningkatkan penawarannya. Perusahaan ini didirikan pada tahun 1923 oleh dua bersaudara, Harald dan Thorvald Pedersen. Secara khusus, perusahaan beroperasi sebagai dua entitas terpisah, Novo dan Nordsick, hingga 1989, ketika mereka bergabung membentuk Novo Nordisk seperti sekarang.

Novo Nordisk adalah pesaing utama di bidang biomedis. Perusahaan ini berperan penting dalam menciptakan perawatan baru untuk beberapa penyakit paling parah saat ini. Menariknya, perusahaan berperan penting dalam pengenalan insulin dalam proses pengobatan. Perusahaan memiliki banyak obat di pasar termasuk Levemir, NovoLog, Novolin R, NovoSeven, dan lainnya. Perawatan ini sangat populer dan menjadikan Novo Nordisk salah satu perusahaan kesehatan terkemuka di dunia.

Saat ini, Novo Nordisk memiliki kantor di 7 negara di seluruh dunia dan mempekerjakan ribuan karyawan. Tahun lalu, perusahaan melaporkan pendapatan sebesar $24,31 Miliar dengan total pengembalian 23 % selama 1 tahun terakhir. Komitmen perusahaan yang terus-menerus untuk menemukan perawatan dan penyembuhan baru, bersama dengan rekam jejak terbukti ini, menjadikan Novo Nordisk tambahan utama untuk portofolio mana pun.

2. Moderna Inc

MRNA Grafik Harga

Anda mungkin mengenal Moderna karena menjadi sorotan sebagai salah satu peneliti dan pencipta utama di balik vaksin COVID‑19. Perusahaan ini masuk pasar pada tahun 2010 dan dengan cepat meraih popularitas. Secara khusus, perusahaan awalnya bernama ModeRNA Therapeutics namun berubah nama pada tahun 2018. Pendiriannya meliputi Noubar B. Afeyan, Robert S. Langer, Jr., Derrick Rossi, Timothy A. Springer, dan Kenneth R. Chien.

Moderna Inc. (MRNA ) telah mendapatkan dukungan kuat sejak peluncurannya. Pada putaran pendanaan pertama, perusahaan berhasil mengamankan $2 Miliar dari VC terkenal dan penyedia layanan kesehatan. Dukungan ini, bersama dengan riset yang kuat, membantu perusahaan menjalin kolaborasi dengan National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) Amerika Serikat dan Biomedical Advanced Research and Development Authority (BARDA) untuk menciptakan vaksin COVID‑19.

Saat ini, Moderna adalah pesaing kuat di pasar. Perusahaan masih memproduksi vaksin dan menawarkan perawatan untuk gangguan autoimun, penyakit, serta layanan imunoonkologi. Pendapatan perusahaan tercatat $20,68 Miliar tahun lalu dan saat ini mempekerjakan lebih dari 5.000 profesional. Meskipun saham Moderna mengalami beberapa penurunan, posisi perusahaan dan dukungan kuat dari pejabat pemerintah menunjukkan potensi kenaikan signifikan di masa depan.

New Method of Growing Nanoplatelets Opens the Door

Nanoplatelet merupakan komponen penting dari banyak komponen teknologi tinggi yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Meningkatkan perangkat ini akan membantu menciptakan standar efisiensi baru di seluruh pasar. Hal ini juga akan memberi insinyur lebih banyak peluang untuk mengembangkan perangkat yang menggunakan lebih sedikit energi. Karena alasan ini dan banyak lagi, studi ini dapat memberikan dampak revolusioner di berbagai industri.

Pelajari proyek nanobot keren lainnya sekarang.