Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Powstał czujnik obrazu, który sam się zasila
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Krzem, który jest standardowo wykorzystywany do wytwarzania ogniw słonecznych, jest drogi w pozyskiwaniu i oczyszczaniu. Alternatywną dla niego mogą być znacznie tańsze perowskity, a budowane z nich ogniwa słoneczne już teraz są bardziej wydajne od tych krzemowych. Naukowcy z University of Rochester poinformowali, że ich wydajność można zwiększyć ponad dwukrotnie.
Grupa profesora Chunleia Guo zauważyła, że jeśli w ogniwach perowskitowych w roli substratu użyjemy metalu lub naprzemiennie ułożonych warstw metalu i dielektryka – zamiast standardowo używanego szkła – to wydajność takiego ogniwa wzrośnie aż o 250%. To olbrzymi postęp, gdyż już w tej chwili perowskitowe ogniwa słoneczne charakteryzują się wydajnością przekraczającą 30%.
Nikt dotychczas nie zaobserwował takiego zjawiska. Gdy pod perowskit wsadziliśmy metal nagle doszło do gwałtownej zmiany interakcji elektronów w materiale. Wykorzystaliśmy więc metodę fizyczną do wywołania tej interakcji, mówi Guo. Kawałek metalu może tutaj wykonać tyle roboty, co złożone prace z dziedziny inżynierii chemicznej, cieszy się uczony.
Aby ogniwa słoneczne działały, fotony ze Słońca muszą wzbudzić elektrony w materiale ogniwa fotowoltaicznego, które w wyniku tego opuszczą swoje dotychczasowe miejsca i wygenerują prąd. Idealnie byłoby, gdyby do budowy ogniw użyć materiału, w którym wzbudzone elektrony są bardzo słabo wciągane z powrotem na swoje miejsca. Zespół Guo wykazał, że w perowskitach takiej rekombinacji, powrotu wzbudzonych elektronów na miejsce, można uniknąć łącząc perowskit z metalem lub metamateriałem zbudowanym z naprzemiennych warstw srebra i tlenku aluminium. Wówczas, dzięki wielu zdumiewającym zjawiskom fizycznym ma miejsce znaczna redukcja liczby rekombinacji. Jak wyjaśnia Guo, warstwa metalu działa jak lustro tworzące odwrócone obrazy par dziura-elektron, zmniejszając prawdopodobieństwo rekombinacji elektronów z dziurami. Za pomocą prostego miernika zaobserwowano, że wydajność perowskitowego ogniwa zwiększyła się o 250%.
Perowskity to niezwykle obiecująca grupa materiałów pod względem produkcji energii elektrycznej ze Słońca. Mają jednak poważną wadę. Ulegają szybkiej degradacji pod wpływem wysokiej temperatury i ich wydajność drastycznie spada. Jednak i na tym polu widoczny jest wyraźny postęp. Gdy rozpoczynano badania perowskitów pod kątem ich wykorzystania do pozyskiwania energii elektrycznej, perowskitowe ogniwa pracowały od kilku minut do kilku godzin. W ubiegłym roku w US National Renewable Energy Laboratory powstało perowskitowe ogniwo fotowoltaiczne, które po 2400 godzinach nieprzerwanej pracy w temperaturze 55 stopni Celsjusza zachowało 87% swojej pierwotnej sprawności. Czas pracy ogniw perowskitowych może już teraz sięgać wielu miesięcy. A ich wydajność właśnie zwiększono o 250%.
Solar Energy Technologies Office, działające w ramach amerykańskiego Departamentu Energii, stawia sobie za cel opracowanie perowskitowego ogniwa, które będzie działało przez co najmniej 20, a idealnie ponad 30 lat.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Inżynierowie z California Institute of Technology (Caltech) skonstruowali inteligentną szalkę Petriego. Wbudowali w nią czujnik obrazu, taki sam jak w aparatach cyfrowych, kompletnie zmieniając sposób obrazowania i dokumentowania hodowli mikroorganizmów.
Artykuł na temat ePetri, jak Amerykanie nazwali swój wynalazek, ukazał się w piśmie Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Do tej pory na dno szalki nakładano warstwę pożywki, a na nią krople roztworu z mikroorganizmami. Całość wstawiano do inkubatora, a potem, czasem wiele razy , naczynie wyjmowano, by obejrzeć pod mikroskopem postępy poczynione przez namnażające się bakterie czy grzyby. Przy wersji ePetri nie potrzeba mikroskopu, zmniejsza się nakład pracy człowieka, dodatkowo można poprawić jakość dokumentacji rozwoju hodowli.
Nasza szalka ePetri jest kompaktową, małą, bezsoczewkową platformą obrazowania mikroskopowego. Jesteśmy w stanie bezpośrednio śledzić kulturę wewnątrz inkubatora. Dzięki połączeniu kablowemu dane z szalki są automatycznie przekazywane do stojącego na zewnątrz laptopa - wyjaśnia Guoan Zheng, dodając, że oznacza to nie tylko mniej pracy dla człowieka, ale i mniejsze ryzyko skażenia hodowli.
Amerykanie zbudowali prototyp swojego urządzenia, wykorzystując smartfon Google'a, czujnik obrazu z telefonu komórkowego i... klocki LEGO. Hodowlę umieszcza się na czujniku. Wyświetlacz LED staje się skanującym źródłem światła. Naukowcy twierdzą, że ich technologia przydaje się zwłaszcza przy obrazowaniu zlewnych hodowli, które zajmują całe dno naczynia. Prof. Changhuei Yang wyjaśnia, że celem zespołu było uzyskanie systemu do szerokokątnego obrazowania mikroskopowego próbek zbitych komórek.
Akademicy z Caltechu podpowiadają, że platformę ePetri można także zastosować do detekcji toksycznych związków chemicznych czy narkotyków (zamiast zwykłego testu).
Biolog Michael Elowitz sprawdził skuteczność ePetri na embrionalnych komórkach macierzystych, które często zachowują się inaczej w poszczególnych rejonach szalki, bo przekształcają się w różne typy komórek. Zwykle pod mikroskopem naukowcy mogą obserwować w danym momencie tylko jeden ich rodzaj, tymczasem prototyp pozwolił na oglądanie całego dna naraz.
Amerykanie mogą obserwować żywe mikroorganizmy w szerokim zakresie skal: od poziomu subkomórkowego po makroskopowy. Obecnie trwają prace nad samowystarczalnym systemem z własnym inkubatorem.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Brigham and Women's Hospital (BWH) wykorzystali czujnik obrazu z kamery internetowej do stworzenia niewielkiego przenośnego urządzenia do monitorowania w czasie rzeczywistym wpływu leków na komórki serca (kardiomiocyty). Ma to duże znaczenie w przypadku kardiotoksyczności medykamentów, zwłaszcza że nieodwracalne uszkodzenie serca prowadzi niejednokrotnie do trwałego kalectwa, a nawet śmierci.
Badacze pozyskiwali kardiomiocyty z mysich komórek macierzystych i w aparacie poddawali je działaniu różnych medykamentów. Następnie w czasie rzeczywistym monitorowali wyrażoną za pomocą wskaźnika aktywność komórek mięśnia sercowego i wykrywali wszystkie zmiany w tym zakresie.
Ocena toksycznych efektów nowych leków na wczesnych etapach ich rozwoju może przyspieszyć proces powstawania medykamentów, prowadząc do znacznej oszczędności pieniędzy i czasu [...] – tłumaczy dr Ali Khademhosseini. Technologia ta może również odegrać pewną rolę w spersonalizowanej medycynie. Na początku trzeba by wyekstrahować od pacjenta komórki somatyczne, które zostałyby przeprogramowane na komórki macierzyste zwane indukowanymi pluripotencjalnymi komórkami macierzystymi [ang. iPSC, od induced pluripotent stem cells; otrzymuje się z niepluripotentnych komórek przez wymuszenie ekspresji pewnych genów]. W dalszej kolejności iPSC różnicowano by do komórek serca, które poddawano by badaniu. Bioczujnik mógłby monitorować kardiomiocyty po wprowadzeniu leku, dając wyobrażenie o wpływie leku na serce konkretnego chorego – dodaje dr Sang Bok Kim.
Kiedyś monitorowanie komórek serca wymagało stosowania drogich urządzeń, tymczasem najnowszy wynalazek z BWH kosztuje mniej niż 10 dol. i jest kompatybilny z konwencjonalnym sprzętem.
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.