Bagong Pamamaraan ng Pagtubo ng Nanoplatelets Maaaring Magbukas ng Mas Mahusay na Elektronika

Isang grupo ng mga mananaliksik ang kamakailan lamang naglathala ng detalyadong pag-aaral na sumisid sa isang bagong paraan ng paglago ng nanoplatelets na may potensyal na lubos na mapabuti ang mga elektronikong kagamitan. Ang pamamaraan ay nangangailangan ng mas kaunting enerhiya at gastos at nagbibigay ng mas mataas na pagkakapare-pareho kumpara sa kasalukuyang mga proseso. Narito ang lahat ng kailangan mong malaman.

CsPbBr3 Nanoplatelets

Ang mga nanoplatelet ay mikroskopikong manipis na mga hiwa ng materyal. Ang mga hiwang ito ay maaaring magamit sa iba’t ibang layunin depende sa materyal at mga katangian nito. Sa kasalukuyan, matatagpuan mo ang mga aparatong ito sa marami sa iyong pinakamahalagang sensor, LED, at maging sa mga solar panel. Ang kanilang malawak na paggamit ay dahil sa Ferroelectric na katangian ng mga materyales na ipinapakita ng ilang variant.
Kapansin-pansin, ang mga Ferroelectric na materyales ay maaaring panatilihin ang kanilang polaridad na maaaring baguhin kapag may natukoy na boltahe. Dahil dito, sila ay may mahalagang papel sa maraming makabagong estruktura sa kasalukuyan. Gayunpaman, may ilang kahinaan sa mga kasalukuyang pamamaraan na ginagamit sa paglikha ng mga kapaki-pakinabang na microcrystal na ito.

Mga Isyu sa Kasalukuyang CsPbBr3 Nanoplatelets

Maraming isyu ang naglilimita sa paggamit ng CsPbBr3 nanoplatelet; ang pangunahing problema sa mga kasalukuyang proseso ng paggawa ay napakamahal. Ang paglikha ng mataas na kalidad na CsPbBr3 kristal ay nangangailangan ng mataas na temperatura at espesyal na kagamitan at hindi maaasahang makagawa ng mas malaki at mas kapaki-pakinabang na kristal. Sa pagkilala sa mga kakulangang ito, nagpanukala ang koponan ng bagong teknik para sa paglikha ng kristal na kinakailangan upang makagawa ng malaki at maaasahang CsPbBr3 nanoplatelet.

Pag-aaral ng CsPbBr3 Nanoplatelets

Ang pag-aaral na pinamagatang “Halos sa Temperatura ng Silid Solvothermal na Paglago ng Ferroelectric CsPbBr3 Nanoplatelets na may Napakababang Dark Current” ay inilathala sa siyentipikong journal na Advanced Materials ngayong buwan. Ipinaliwanag nito kung paano nagamit ng mga inhinyero ang isang bagong pamamaraang batay sa solvent upang mapabuti ang pagiging maaasahan, mabawasan ang gastos, at mapalawak ang laki ng mga kristal na kanilang maaaring lumikha nang pare-pareho.

Solvothermal na Sintesis

Ang bagong pamamaraan ng koponan para sa paglikha ng mga kristal ay nakabatay sa prosesong tinatawag na solvothermal synthesis. Sa prosesong ito, isang precursor na kemikal ang ginagamit upang pasiglahin ang paglago ng mga kristal. Ang solusyon ay nakabatay sa alkohol at nagbibigay ng mas mahusay na solubility, na nagpapahintulot sa pagbuo ng mas malaki at mas pare-parehong mga nanoplatelet. Ang natunaw na materyal ay muling nabubuo bilang napakakipot na mga nanoplaka na may kapal na ilang micrometer lamang.

Kung ihahambing, ang buhok ng tao ay maaaring may kapal na 30 – 80 micrometer. Ang mga mikroskopikong plaka na ito ay perpektong karagdagan sa mga advanced na elektronikong nangangailangan ng magaan at maaasahang materyales na maaaring mass-produced nang abot-kaya. Nang matapos ng koponan na likhain ang kanilang mga microdevice, panahon na para subukan ang kanilang teorya.

Mga Pagsusuri sa CsPbBr3 Nanoplatelets

Ginawa ng mga inhinyero ang maraming pagsusuri sa CsPbBr3 Nanoplatelets. Sinimulan nila sa pagsubok ng mga katangiang elektrikal, pagkatapos ay liwanag, kasunod ang tibay at pagkakapare-pareho. Upang matiyak na tama ang mga resulta, gumamit ng iba’t ibang pamamaraan ng pagsusuri.

Piezoresponse Force Microscopy

Isa sa mga pangunahing punto ng interes ay ang mga kakayahang elektrikal ng mga bagong nanoplatelet. Kinailangan ng mga mananaliksik na subukan ang mga katangiang ito upang matiyak na may conductivity ang mga yunit. Partikular, nais nilang malaman kung gaano karami, gaano katagal, at kung gaano kaepektibo. Napansin ng koponan ang ferroelectricity sa CsPbBr3 quantum dots at nagawang sukatin ang tiyak na mekanikal na tugon ng mga kristal sa iba’t ibang larangan ng elektrisidad.

Second Harmonic Generation

Nais din ng mga mananaliksik na alamin ang pagkuha ng liwanag at sensitibidad ng mga aparatong ito. Inintegrate nila ang pagsusuri ng Second Harmonic Generation upang makita eksakto kung anong mga frequency ng liwanag ang nililikha ng mga kristal sa tiyak na mga kuryente. Ang pagsusuring ito ay tumulong sa koponan na mas maunawaan ang kakayahan ng kanilang microcrystal sa pagtuklas ng liwanag.

Mga Resulta

Ang mga resulta ng trabaho ng koponan ay nagsasalita para sa sarili nito. Ang mga nanocrystal ay matagumpay na nalikha. Bukod dito, nagtagumpay sila sa pagpapanatili at paglagpas sa mga ferroelectric na katangian ng mga naunang kristal, na nangangahulugang ang bagong pamamaraan ay lumikha ng mas enerhiya-episyente at mas sensitibong mga kristal.
Ipinakita rin ng pagsusuri na ang bagong pamamaraan sa paglago ng mga yunit na ito ay matagumpay. Nakagawa ang mga mananaliksik ng bulk ferroelectric CsPbBr3 kristal gamit ang pamamaraang ito, na isang unang beses sa sektor. Ang kakayahang ito ay maaaring magbago ng merkado sa pamamagitan ng pagpapahintulot sa mga developer na mag-integrate ng mas sensitibo at epektibong sensor sa kanilang mga elektronikong hindi nagpapataas ng presyo. Partikular, ipinakita ng pagsusuri na ang mga bagong microcrystal ay 100 beses na mas epektibo sa pagtuklas ng liwanag kaysa sa kanilang mga naunang bersyon.

Mga Benepisyo

Maraming benepisyo ang hatid ng pananaliksik na ito sa merkado. Sa loob ng maraming taon, hinanap ng mga inhinyero ang mga paraan upang lumikha ng mas sensitibong sensor ng liwanag at mas magagaan na aparato. Ang mga yunit na ito ay mahalaga sa kasalukuyang elektronikong industriya, produksyon ng enerhiya, at agham ng materyales. Ang mga nanoplatelet ay nagbibigay ng praktikal na solusyon sa mga isyung ito dahil sila ay napakaliit, magaan, at kapag ginawa nang maayos, matibay.

Halos sa Temperatura ng Silid

Isa sa pinakamalaking benepisyo na hatid ng bagong pamamaraan ng pagbuo ng kristal ay ang kakayahang lumikha ng nanoplatelet sa halos temperatura ng silid. Ang paggamit ng mga solvent sa halip na matinding init o radiation ay nagbubukas ng pinto para sa mas hindi nakakaistorbang proseso ng paggawa. Ang bagong lapit ay nag-aalis ng pangangailangan para sa mga high-powered na kagamitan, na nagpapahintulot sa mas maraming tagagawa na ipatupad ang mga pamamaraan habang binabawasan ang gastos.

Paglikha ng Batch na Kristal

Tumataas ang pangangailangan para sa mga nanoplatelet, at ang pinakabagong pag-aaral na ito ay makakatulong upang matugunan ang mga pangangailangan na iyon. Ang paglikha ng malalaking batch ng CsPbBr3 Nanoplatelet ay napatunayang mahirap noon. Una, ang mga unang proseso ay hindi sumusuporta sa paglikha ng mga batch ng kristal. Ang bagong lapit na ito ay nagbibigay ng pagkakapare-pareho sa buong proseso ng paggawa, na nagpapahintulot sa mga inhinyero na madaling makagawa ng matibay na CsPbBr3 nanoplatelet.

Mas Mababang Gastos

Mahal ang paglikha ng mga nanoplatelet gamit ang kasalukuyang mga pamamaraan. Ang mga espesyal na kagamitan na kayang tiisin ang mataas na temperatura sa antas ng micron ay mahirap gamitin, limitado ang availability, at magastos sa disenyo, paggawa, pamamahagi, at pagpapanatili. Sa paggamit ng mga alkohol-based na solvent, maraming pangangailangan ang nagbubukas ng pinto para sa malawakang pag-aampon ng prosesong ito ng paggawa ng nanoplatelet sa hinaharap.

Mas Magandang Katangian sa Elektrisidad

Ang metodong solvent solution ay nagbibigay ng mas mahusay na conductivity at polarisation kumpara sa mga naunang teknik sa paggawa. Ang mga katangiang ito ay maaaring makatulong sa mga inhinyero na makagawa ng mas epektibong solar panel, LED, at kagamitan sa optikal na obserbasyon.

Mas Maliit na mga Device

Isa pang pangunahing dahilan kung bakit ang industriya ay nasasabik sa pag-aaral na ito ay dahil ang mga nanoplatelet ay kritikal na bahagi ng kasalukuyang microelectronics. Ang metodong solvent solution ay nagpapadali sa paglikha ng maliliit, maaasahang plaka na maaaring ikabit sa iba pang nano o micro robotics. Ang mga mikroskopikong aparatong ito ay itinuturing ng marami bilang hinaharap ng maraming industriya.

Mga Mananaliksik

Inilahad ang pag-aaral ng isang koponan ng mga inhinyero na pinamumunuan nina Gokul Anilkumar, Dr. Rahman  Dr. Goutam Sheet, at Prof. Pavan Kumar mula sa IISER, at Dr. Sooyeon Hwang mula sa Brookhaven National Laboratory. Ang bawat isa ay nagdala ng kanilang natatanging kasanayan sa proyekto na nagbigay-daan sa grupo na magsagawa ng iba’t ibang pagsusuri sa maraming spektrum at gamit ang pinakabagong mga modelo.

Posibleng Mga Aplikasyon

Maraming aplikasyon ng paggamit para sa mga nanoplatelet sa iba’t ibang industriya. Ang mga aparatong ito ay mahalaga sa kasalukuyang ekonomiya, kung saan ginagamit ang mga ito upang makagawa ng mas matitibay na materyales, pigilan ang pagkalat ng mga sakit, at marami pang iba. Narito ang mga nangungunang posibleng aplikasyon para sa CsPbBr3 Nanoplatelet ng koponan.

Ultrasensitibong Sensor

Isa sa mga pangunahing gamit ng pagtuklas na ito ay ang pagpapakilala ng ultra-sensitibong detector ng liwanag. Ang mga sensor na ito ay maaaring magpasimula ng isang bagong panahon ng high-powered na solar panel na sapat ang sensitibidad upang mangolekta ng liwanag mula sa mahihinang pinagmumulan tulad ng gabing kalangitan. Kung magtatagumpay, makakakuha ang solar energy ng malaking pagtaas sa pagiging maaasahan, kahusayan, at sukat, dahil ang mga bagong panel ay maaaring maging mas epektibo kaysa sa mga lumang modelo.
Dagdag pa, maaaring i-setup ang mga sensor upang lumikha ng mas mahusay na kagamitan sa kaligtasan at pagmamanman. Ang mga sensor na ito ay maaaring matukoy ang pinakamaliit na enerhiya na nagmumula sa liwanag, X-ray, o iba pang pinagmumulan ng radiation. Dahil dito, maaari nilang gawing mas ligtas ang mga lugar ng trabaho sa pamamagitan ng pagbibigay ng mas maaasahang mga pamamaraan ng pagtuklas.

Thermal na Proteksyon at Pamamahala

Matagal nang ginagamit ng industriya ng aerospace ang mga nanoplatelet upang matugunan ang maraming isyu sa agham ng materyales. Ang mga aparatong ito ay makakatulong sa thermal management ng mga materyales sa ilalim ng matinding kondisyon. Halimbawa, maaaring gamitin ang mga nanoplatelet upang palakasin ang pagganap ng materyal kapag pumapasok o lumalabas sa atmospera. Ang mga maliliit na yunit na ito ay makakatulong sa pamamahagi o pagtuon ng init sa mga mahahalagang bahagi nang hindi nadadagdagan ang kabuuang bigat ng proyekto.

Bagong Mga Materyales

Ang mga platelet ay may mahalagang papel sa paglikha ng mga bagong materyales para sa pagmamanupaktura. Dahil dito, patuloy na natutuklasan ng mga inhinyero ang mga bagong at mas maaasahang materyales gamit ang graphene nanoplatelet at iba pa. Ang mga yunit na ito ay nagpakita ng natatanging thermal, mekanikal, at elektrikal na katangian. Ang pagpapakilala ng mga pinakabagong nanoplatelet na ito ay maaaring magpasimula ng isang bagong panahon ng ultra-matibay at magaan na mga materyales.

Kalusugan

Tumataas ang bilang ng mga propesyonal sa pangangalagang pangkalusugan na nais labanan ang bakterya at mga sakit sa antas ng micron gamit ang mga nanoplatelet. Ipinakita ng mga pag-aaral na ang mga yunit na ito ay may antibacterial na katangian. Dahil dito, tinitingnan na ngayon ng mga tagagawa ang teknolohiyang ito bilang paraan upang mabawasan ang bakterya at mapabuti ang mga pamamaraan ng paghahatid ng gamot. Mayroon ding mga propesyonal sa pangangalagang pangkalusugan na nais gamitin ang mga nanoplaka bilang biomimetic na nanocarrier. Ang mga aparatong ito ay maaaring i-setup upang targetin ang tiyak na mga organo o iba pang bahagi ng katawan, na ginagawa itong perpektong paraan upang maghatid ng mga gamot at paggamot sa mga mahirap maabot na lugar.

Dalawang Kumpanya na Maaaring Makikinabang mula sa Pag-aaral ng CsPbBr3 Nanoplatelets

Maraming kumpanya ang maaaring gamitin ang pag-aaral ng CsPbBr3 Nanoplatelet na ito upang mapabuti ang kanilang mga alok. Mula sa aerospace hanggang sa pangangalagang pangkalusugan, ang maliliit na aparatong ito ay handang baguhin ang paraan ng paggana ng mga elektronikong kagamitan. Narito ang dalawang kumpanya na maaaring agad na i-integrate ang teknolohiyang ito at makita ang pagtaas ng kanilang kita.

1. Novo Nordisk

Ang Denmark-based na kumpanyang biomedics na Novo Nordisk ay isang pangunahing halimbawa ng kumpanya na maaaring i-integrate ang pinakabagong proseso ng paggawa ng nanoplatelet upang mapahusay ang kanilang mga alok. Itinatag ang kumpanya noong 1923 at itinatag ng dalawang magkapatid na sina Harald at Thorvald Pedersen. Kapansin-pansin, ang kumpanya ay nag-operate bilang dalawang hiwalay na kumpanya, Novo at Nordsick hanggang 1989, nang magsanib sila, na lumikha ng kasalukuyang Novo Nordisk.

Ang Novo Nordisk ay pangunahing kakumpitensya sa larangan ng biomedics. Ang kumpanya ay naging mahalaga sa paglikha ng mga bagong paggamot para sa ilan sa pinakamalalang sakit sa kasalukuyan. Nakakatuwang, ang kumpanya ay naging susi sa pagpapakilala ng insulin sa proseso ng paggamot. Mayroon ang kumpanya ng maraming gamot sa merkado kabilang ang Levemir, NovoLog, Novolin R, NovoSeven, at iba pa. Ang mga paggamot na ito ay napakapopular at nagdala sa Novo Nordisk upang maging isa sa mga nangungunang kumpanya sa pangangalagang pangkalusugan sa buong mundo.

Sa kasalukuyan, may mga opisina ang Novo Nordisk sa 7 bansa sa buong mundo at nag-eempleyo ng libu-libong manggagawa. Noong nakaraang taon, iniulat ng kumpanya ang $24.31B na kita na may 23% na 1-taong trailing total return. Ang patuloy na pangako ng kumpanya sa paghahanap ng mga bagong paggamot at lunas, kasama ang napatunayang kasaysayan nito, ay ginagawa ang Novo Nordisk na isang pangunahing karagdagan sa anumang portfolio.

2. Moderna Inc

MRNA Tsart ng Presyo

Maaaring pamilyar ka sa Moderna dahil ito ay naging tampok sa balita bilang isa sa mga nangungunang mananaliksik at lumikha ng bakunang COVID-19. Pumasok ang kumpanya sa merkado noong 2010 at mabilis na sumikat. Kapansin-pansin, ang kumpanya ay orihinal na tinawag na ModeRNA Therapeutics ngunit nagbago noong 2018. Kabilang sa mga tagapagtatag nito sina Noubar B. Afeyan, Robert S. Langer, Jr., Derrick Rossi, Timothy A. Springer, at Kenneth R. Chien.

Ang Moderna Inc. (MRNA ) ay nagkaroon ng matibay na suporta mula nang ito ay ilunsad. Sa unang mga round ng kapital na pagpopondo, nagtagumpay ang kumpanya na makakuha ng $2B mula sa kilalang mga VC at mga tagapagbigay ng pangangalagang pangkalusugan. Ang suporta na ito, kasama ang matibay na pananaliksik, ay tumulong sa kumpanya na makakuha ng pakikipagtulungan sa United States National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) at sa Biomedical Advanced Research and Development Authority (BARDA) upang likhain ang bakunang COVID-19.

Sa kasalukuyan, ang Moderna ay isang matatag na kakumpitensya sa merkado. Patuloy na gumagawa ang kumpanya ng mga bakuna at nag-aalok ng mga paggamot para sa autoimmune disorders, mga sakit, at mga serbisyong immuno-oncology. Iniulat nitong nakaraang taon ang $20.68B na kita at kasalukuyang may higit sa 5,000 propesyonal na empleyado. Bagaman ang stock ng Moderna ay nakaranas ng ilang kahinaan, ang posisyon ng kumpanya at matibay na suporta mula sa mga opisyal ng gobyerno ay nagpapahiwatig na maaaring magkaroon ng malaking potensyal na pagtaas sa hinaharap.

Bagong Pamamaraan ng Pagtubo ng Nanoplatelets Nagbubukas ng Pinto

Ang mga nanoplatelet ay isang mahalagang bahagi ng maraming high-tech na komponent na ginagamit sa pang-araw-araw na buhay. Ang pagpapabuti ng mga aparatong ito ay makakatulong upang lumikha ng mga bagong pamantayan ng kahusayan sa buong merkado. Magbibigay din ito sa mga inhinyero ng mas maraming pagkakataon upang bumuo ng mga aparato na gumagamit ng mas kaunting enerhiya para magpatakbo. Dahil sa mga kadahilanang ito at marami pang iba, ang pag-aaral na ito ay maaaring magdulot ng malaking pagbabago sa maraming industriya.

Alamin ang iba pang mga kawili-wiling proyekto ng nanobots ngayon.