[ad_1]

تصویر

تصویر: یک سیستم مولکولی تازه توسعه یافته در لوله شیشه ای در سمت راست ، از طریق نابودی سه قلوها و سه قلوها نور مرئی را حتی از LED های معمولی به نور ماورا بنفش تبدیل می کند. توسعه یافته توسط محققان در … مشاهده بیشتر

اعتبار: نوبوهیرو یانایی ، دانشگاه کیوشو

فرآیندهای نور محور ، از تولید هیدروژن گرفته تا تصفیه هوا ، می توانند به لطف یک سیستم مواد جدید که می تواند مستقیماً نور مرئی را به نور ماوراlet بنفش تبدیل کند ، با بهره وری که رکوردهای قبلی را دو برابر می کند ، بهره وری نور محیط را افزایش دهد.

این سیستم که توسط محققان دانشگاه کیوشو توسعه یافته است ، به یک بازده تبدیل نور 20٪ در شدت بالا دست می یابد و عملکرد نسبتاً بالا را حتی در نور کم نیز حفظ می کند ، و نویدبخش استفاده از نور مرئی است که از قبل در اطراف ماست ، برای رانندگی برنامه هایی که به نور ماورا بنفش با انرژی بالا نیاز دارند.

در حالی که مردم اغلب سعی می کنند از اشعه ماورا بنفش به دلیل صدمه ای که به پوست وارد می کند خودداری کنند ، نوبوهیرو یانایی ، دانشیار دانشکده فنی مهندسی دانشگاه کیوشو ، به دنبال راه هایی برای افزایش تعداد این پرتوهای پرانرژی است تا انواع فتوکاتالیست ها را تحریک کند. از واکنشهای مفید حاصل از تولید هیدروژن برای استفاده در وسایل نقلیه سلول سوختی تا تصفیه محیط داخلی.

یانایی توضیح می دهد: “اگرچه می توان از منابع نور ویژه مانند LED های ماوراlet بنفش برای هدایت این واکنش ها استفاده کرد ، اما آنها انرژی مصرف می کنند و پیچیدگی را افزایش می دهند.” “در عوض ، یک راه حل بسیار زیبا تر ترکیب نور خورشید و نور محیط داخلی است که از قبل در اطراف ماست.”

با این حال ، این منابع نور محیط معمولاً بیشتر انرژی خود را در منطقه قابل مشاهده با انرژی کم و فقط بخش کوچکی از آن را در نور ماوراlet بنفش دارند ، بنابراین محققان به دنبال راه هایی برای تبدیل مستقیم نور مرئی با طول موج بیشتر از 400 نانومتر در نور ماوراlet بنفش با انرژی بالاتر.

به همین منظور ، تیم تحقیقاتی به سرپرستی یانایی و نوبوو کیمیزوکا روی فرایندی به نام تخریب سه قلو و سه قلو تمرکز کردند. در این فرآیند ، حالت های انرژی ، به نام سه گانه ، پس از جذب نور مرئی بر روی مولکول ها تشکیل می شود. سپس این مولکول های “اهدا کننده” سه قلوهای خود را به مولکول های “پذیرنده” می دهند ، که می تواند دو سه گانه را با هم ترکیب کند و یک حالت واحد با انرژی بالاتر ایجاد کند ، که به عنوان نور ماوراlet بنفش آزاد می شود.

تا همین اواخر ، حداکثر راندمان گزارش شده از تبدیل معمولی از نور مرئی به اشعه ماورا بنفش با استفاده از نابودی سه قلوها در حدود 10٪ بود و تنها با نور مرئی 1000 برابر شدیدتر از نور خورشید قابل دستیابی بود.

یانایی و گروهش اکنون گزارش خود را به مجله ارائه می دهند شیمی کاربردی نسخه بین المللی که آنها ضمن دستیابی به میزان قابل توجهی بهبود یافته در کارایی در نور خورشید کم و LED های داخلی ، این رکورد را شکستند.

یانایی گفت: “ما بیش از 5 سال تلاش کرده ایم که کارایی این فرآیند را بهبود بخشیم ، اما در حدود 5٪ باقی مانده ایم.” “ما سرانجام توانستیم از طریق یک طراحی مولکولی جدید که مولکول های مناسبی برای عملکرد عالی به ما می دهد ، یک جهش بزرگ داشته باشیم.”

کارایی ضعیف تخریب سه قلوها توسط مولکولهای گیرنده ساطع کننده اشعه ماوراlet بنفش و کاهش انتشار اشعه ماورا بنفش توسط مولکولهای اهدا کننده مولد سه قلو ، دو مشکل اساسی در کاهش بهره وری هستند.

برای غلبه بر این مشکلات ، محققان یک مولکول پذیرنده جدید به نام TIPS-نفتالین تولید کردند که دارای کارآیی نابودی سه قلو و سه قلو و انرژی سه قلو بسیار کم است تا بتواند سه قلو از مولکولی به نام Ir (C6) را بپذیرد.2(acac) ، یک اهدا کننده عالی که قبلا کشف شده بود که انتشارهای ماوراio بنفش بسیار تبدیل شده را جذب نمی کند.

ترکیبی از TIPS-نفتالین و Ir (C6)2(acac) با موفقیت به بالاترین بازده تبدیل به بالا از 20.5٪ در نور با شدت بالا دست یافت.

علاوه بر این ، این سیستم همچنین می تواند به میزان قابل توجهی از شدت نور تحریک مورد نیاز را در مقایسه با سیستم های معمولی کاهش دهد ، حتی در شدت های مشابه نور خورشید ، بازده تبدیل حدود 10٪ را به دست می آورد.

یانایی اظهار داشت: “این سیستم می تواند به طور مثر نور مرئی را با شدت بسیار كم به نور ماوراlet بنفش تبدیل كند. من بسیار متعجب شدم كه ما حتی با LED هایی كه معمولاً در دفتر كار خود استفاده می كنیم توانستیم نور ماوراrav بنفش بگیریم.”

محققان این نمایش را به اتصال محکم گروه های TIPS به مرکز نفتالین مولکول پذیرنده نسبت می دهند و به سرکوب حرکت مولکولی داخلی که منجر به اتلاف انرژی می شود ، کمک می کنند و گروه های TIPS نیز با حفظ انتشار اشعه ماوراio بنفش ، انرژی سه گانه مولکول را تنظیم می کنند.

علاوه بر یافتن راه هایی برای ادامه کارایی ، محققان در حال بررسی چگونگی کارکرد سیستم به همان خوبی هستند تا کاربرد آن در فرآیندهای مختلف نور محور بیشتر شود.

###

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد این مطالعه ، به “کشف نکات کلیدی – نفتالین برای تبدیل موثر فوتونهای قابل مشاهده به اشعه ماورا بنفش در نور خورشید و نور اتاق” ، Naoyuki Harada ، Yoichi Sasaki ، Masanori Hosoyamada ، Nobuo Kimizuka و Nobuhiro Yanai مراجعه کنید ، شیمی کاربردی نسخه بین المللی (2020) https: //بیا دیگه.سازمان /101002 /آنی202012419

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! هیچ مسئولیتی در قبال صحت گزارشهای خبری منتشر شده در EurekAlert ندارند! از طریق موسسات کمک کننده یا استفاده از هرگونه اطلاعات از طریق سیستم EurekAlert.

[ad_2]

منبع: kolah-news.ir