Znajdź zawartość

W elektronice konsumenckiej kropki kwantowe wykorzystywane są np. w telewizorach, gdzie znacząco poprawiają odwzorowanie kolorów. Używa się ich, gdy telewizory LCD wymagają tylnego podświetlenia. Standardowo do podświetlenia używa się białych LED-ów, a kolory uzyskuje dzięki filtrom. Zanim pojawiły się kropki kwantowe znaczna część światła nie docierała do ekranu, była blokowana przez filtry. Zastosowanie kropek kwantowych w LCD wszystko zmieniło. Obecnie telewizory QD LCD wykorzystują niebieskie LED-y jako źródło światła, a kropki kwantowe, dzięki efektom kwantowym, zmieniają to światło w czerwone i zielone. Do filtrów docierają wówczas wyłącznie trzy składowe kolorów – czerwony, zielony i niebieski – a nie całe spektrum światła białego, to znacznie mniej światła jest blokowane i marnowane dzięki czemu otrzymujemy jaśniejsze, bardziej nasycone i lepiej odwzorowane kolory. Okazuje się, że ta sama technologia może być przydatna przy uprawie roślin. Wykazują one bowiem preferencje odnośnie kolorów światła. Wiemy na przykład, że nie absorbują zbyt dużo światła zielonego. Odbijają je, dlatego wydają się zielone. Niedawne badania wykazały, że różne rośliny są dostosowane do różnych długości fali światła. W Holandii niektórzy plantatorzy już od dłuższego czasu eksperymentują i uprawiają pomidory pod światłem w kolorze fuksji, róże ponoć lubią bardziej białe światło, a papryka żółte. W 2016 roku Hunter McDaniel i jego koledzy z UbiQD zaczęli zastanawiać się nad wykorzystaniem kropek kwantowych w hodowli roślin. Biorąc bowiem pod uwagę fakt, że kropki kwantowe pozwalają na bardzo precyzyjne dobranie długości fali światła oraz fakt, że światło nie jest blokowane, więc i nie mamy tutaj dużych strat energii, takie rozwiązanie mogłoby się sprawdzić. Wcześniej McDaniel był badaczem w Los Alamos National Laboratory. Pracował tam właśnie nad kropkami kwantowymi i tam zdał sobie sprawę, że toksyczny kadm, wykorzystywany w kropkach, można zastąpić siarczkiem miedziowo-indowym. W 2014 roku założył UbiQD by skomercjalizować opracowaną przez siebie technologie. Na początku naukowiec wyobrażał sobie kilka pól zastosowania dla nowych kropek kwantowych. I wtedy wpadliśmy na pomysł wykorzystania ich w rolnictwie. Ten rynek ma gigantyczny potencjał. Może on wchłonąć nawet ponad miliard metrów kwadratowych powierzchni kropek kwantowych rocznie. Przedstawiciele UbiQD postanowili produkować długie płachty zawierające kropki kwantowe, które byłyby podwieszane pod dachami szklarni i zmieniałyby spektrum wpadającego światła słonecznego. Pierwsze takie płachty dawały światło pomarańczowe o długości fali około 600 nm. Badacze testowali je na badawczych uprawach sałaty na University of Arizona. Z czasem zaczęto prowadzić testy na większą skalę. Inne płachty, dające inne kolory światła, sprawdzano w Nowym Meksyku na pomidorach, ogórkach i ziołach, w Holandii badano wpływ światła z kropek kwantowych na uprawy truskawek i pomidorów, w Kolorado do testów wybrano konopie przemysłowe, w Kalifornii i Oregonie konopie indyjskie, a w Kanadzie ogórki i pomidory. UbiQD nawiązała tez współpracę w firmą Nanosys, która od 2013 roku produkuje kropki kwantowe w ilościach przemysłowych na potrzeby producentów telewizorów. Niedawno UbiQD rozpoczęła komercyjną sprzedaż swoich płacht z kropkami kwantowymi. Mogą je kupić producenci z Azji, Europy i USA. Obecnie na skalę przemysłową produkowane są jedynie płachty dające światło pomarańczowe, jednak trwają badania nad innymi kolorami. UbiQD otrzymała też kilka grantów od NASA. Za te pieniądze ma stworzyć produkt do użycia w warunkach kosmicznych. Tego typu płachta powinna blokować szkodliwe dla roślin promieniowanie ultrafioletowe i zamieniać je w światło o takiej długości, by rośliny mogły przeprowadzać fotosyntezę. « powrót do artykułu

Osłony przeciwsłoneczne zadebiutowały w samochodach w 1924 roku w fordzie Model T. I od 100 lat praktycznie się nie zmieniły. Z jednej strony pomagają, zapobiegając oślepianiu kierowcy przez słońce, z drugiej zaś strony przeszkadzają, zasłaniając częściowo widok. Rozwiązaniem problemu może być osłona LCD zaprezentowana na targach CES. Bosch Virtual Visor to dzieło inżyniera Ryana Todda. Codziennie rano jedzie on na wschód, a z pracy wraca na zachód, zatem podczas każdej podróży słońce świeci mu prosto w twarz. Gdy podczas takiej podróży zastanawiał się nad kupnem nowego telewizora, uświadomił sobie, że o ile OLED generuje światło, to LCD światło blokuje. Pomyślał, że przydałoby się mieć w samochodzie LCD, który blokowałby oślepiające światło słońca. Trzy lata później Bosch zaprezentował panel LCD, który osłania oczy kierowcy przed słońcem i nie ogranicza przy tym widoczności. Nowatorska osłona przeciwsłoneczna to wyświetlacz LCD z wzorem w kształcie plastra miodu połączony z kamerą zwróconą w stronę kierowcy oraz elektronicznym modułem sterującym (ECU), na którym działa algorytm sztucznej inteligencji. Kamera filmuje twarz kierowcy, a obraz jest przesyłany do ECU. Tam algorytm rozpoznaje pozycję oczu, nosa, ust i czoła oraz bada rozkład cieni na twarzy. W ten sposób określa pozycję słońca w stosunku do głowy kierowcy. Jest więc w stanie określić, skąd słońce wpada do samochodu, niezależnie od kierunku jazdy. Na tej podstawie ECU odpowiednio ustawia osłonę przeciwsłoneczną i przyciemnia tylko taki jej fragment, by światło nie raziło kierowcy. Zastosowany algorytm świetnie sobie radzi z zadaniem i chroni kierowcę przed oślepieniem, a jednocześnie pozostawia 90% pola widzenia wolnym od zakłóceń. Całość pracuje w czasie rzeczywistym. Kierowca nie musi więc bez przerwy przesuwać osłony czy ruszać głową, by uniknąć oślepiania przez słońce. Dodatkową zaletą całego systemu jest fakt, że można go podłączyć do elementów już stosowanych w samochodach luksusowych. Na przykład w Cadillacu CT6 obserwująca kierowcę kamera wspomaga pracę półautonomicznego systemu sterowania. W takim przypadku wystarczy do oprogramowania dopisać odpowiedni kod, a w samochodzie zainstalować sam panel LCD. « powrót do artykułu

Monomery ciekłokrystaliczne (ang. liquid crystal monomers, LCMs), które wykorzystuje się w różnych dziedzinach przemysłu, np. do produkcji wyświetlaczy telewizorów lub smartfonów, powszechnie występują w domowym kurzu. Monomery ciekłokrystaliczne mogą się dostawać do środowiska w dowolnym momencie produkcji i recyklingu. [...] Teraz wiemy także, że są one uwalniane z różnych produktów w czasie ich zwykłego użytkowania - wyjaśnia John Giesy, toksykolog z Uniwersytetu Saskatchewan. Na razie nie mamy pojęcia, czy to problem, ale wiemy, że ludzie się z nimi stykają i że monomery te mają potencjał, by wywoływać negatywne skutki. Międzynarodowy zespół, który pracował pod kierownictwem Kanadyjczyka, sporządził i przeanalizował listę 362 obecnie produkowanych monomerów ciekłokrystalicznych (z 10 gałęzi przemysłu). Później określano potencjalną toksyczność każdego z nich. Okazało się, że niektóre monomery wyizolowane ze smartfonów są potencjalnie niebezpieczne dla zwierząt i środowiska. Podczas testów laboratoryjnych wykazywały one właściwości, o których wiadomo, że hamują zdolność zwierząt do trawienia składników odżywczych. Naukowcy wspominają też o zaburzeniach pracy pęcherzyka żółciowego i tarczycy. Ustalono, że 87 z 362 LCMs to cząsteczki trwałe i bioakumulatywne (ang. P&B chemicals), co oznacza, że mogą one być oporne na rozkład, odkładać się w organizmach żywych i przemieszczać się w środowisku. Podczas eksperymentów in vitro akademicy zauważyli, że ekspozycja na mieszaniny monomerów ciekłokrystalicznych "pobranych" z 6 popularnych urządzeń LCD (smartfonów) wywoływała znaczącą modulację 5 genów: CYP1A4, PDK4, FGF19, LBFABP i THRSP. Warto przypomnieć, że o modulacji ekspresji mRNA dla tych genów wspominano często w przypadku toksycznych trwałych zanieczyszczeń organicznych (TZO). By ustalić, jak często LCMs występują w środowisku, zabrano się za badanie kurzu pobranego ze stołówki, akademika, budynku, w którym prowadzone są działania edukacyjne, hotelu, mieszkania, laboratorium i zakładu naprawy elektroniki w Chinach. Zaczęto od tego, że w mieszaninach LCMs zidentyfikowano za pomocą spektrometrii mas 33 składniki. Później pod kątem ich obecności zbadano 53 próbki kurzu. Okazało się, że LCMs były wykrywalne w 47% próbek, a 17 z 33 LCMs występowało w co najmniej jednej próbce. Nasz artykuł [w PNAS] jako pierwszy zawiera listę wszystkich obecnie wykorzystywanych monomerów ciekłokrystalicznych i ocenia ich potencjał w zakresie uwalniania i powodowania skutków ubocznych. Szacuje się, że w zeszłym roku wyprodukowano 198 mln m2 wyświetlaczy ciekłokrystalicznych - a to wystarczy, by zakryć całą karaibską wyspę Arubę. Skoro produkuje się ich coraz więcej, ryzyko dostania się LCMs do środowiska również rośnie - podkreśla Giesy. Nie wolno też zapominać o e-odpadach z całego świata, które latami trafiały na wysypiska i nie tylko. Obecnie nie ma pomiarów LCMs w wodach powierzchniowych. Naszym kolejnym krokiem będzie ustalenie losów i wpływu tych monomerów na środowisko - podkreśla Giesy. Jego zespół wspomina m.in. o określaniu stężeń LCMs w tkankach ludzi i zwierząt.   « powrót do artykułu