Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Naukowcy z Duke University odkryli, jak dzięki dodaniu siarki do tlenku cynku można uzyskać wyjątkowo białe światło. Jest ono znacznie bliższe światła naturalnego niż to, co udaje się obecnie otrzymać ze sztucznych źródeł. Tym samym jest zdrowsze dla ludzkich oczu.

Odkrycia dokonali profesorowie Henry Everitt (fizyk), Jie Liui (chemik) oraz ich student John Foreman. Wystarczyło podgrzać tlenek cynku do temperatury 1100 stopni Celsjusza i dodać siarkę. Otrzymana substancja, po potraktowaniu jej niewidocznym dla ludzkiego oka światłem ultrafioletowym, emitowała naturalne, białe światło. Odpowiednio przygotowany luminofor można zastosować w ultrafioletowej diodzie LED, otrzymujące pożądane światło.

Uczeni pracują teraz nad skomponowaniem odpowiedniej mieszanki obu składników, badają jej właściwości fizyczne i chemiczne oraz opracowują technologię, która pozwoli zastosować ich wynalazek na skalę przemysłową.

Badania finansowane są przez Armię USA, która poszukuje wydajnych źródeł naturalnego światła. Obecnie stosowane diody LED nie spełniają wysokich wymagań wojska, gdyż nie emitują światła o dobrej jakości. Dodatkową zaletą nowej technologii jest jej bezpieczeństwo dla człowieka i środowiska naturalnego. Dzisiejsze źródła światła często zawierają toksyczne chemikalia. Tlenek cynku jest natomiast całkowicie bezpieczny.

Od dawna wiedziano, że tlenek cynku może być źródłem światła ultrafioletowego, a po dodaniu siarki otrzyma się nieco światła białego. Zasługą Liu, Everitta i Foremana jest stworzenie odpowiedniej nanostruktury i takiego wzbogacenia siarką, by uzyskać jak najlepsze rezultaty.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Mam nadzieję, że trochę im się uda obniżyć temperaturę tej diody zanim wejdzie do użytku ;)

 

Swoją drogą, uwaga lingwistyczna - to zdanie się chyba nie trzyma kupy od strony fleksyjnej: "Odpowiednio przygotowany luminofor można zastosować w ultrafioletowej diodzie LED, otrzymujące pożądane światło."

 

Pozdrawiam wszystkich oświeconych :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Mam nadzieję, że trochę im się uda obniżyć temperaturę tej diody zanim wejdzie do użytku :)

Dioda ma temperaturę normalną - jak na diody przystało pewnie. Ta wartość 1100 stopni Celsjusza to temperatura w której uzyskiwany jest materiał "świetlny". Stal też jest wytwarzana w wysokich temperaturach, a jakoś łyżeczka od herbaty mnie nie parzy ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.


  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Związki występujące w opakowaniach mogą upośledzać wchłanianie w przewodzie pokarmowym.
      Odkryliśmy, że nanocząstki tlenku cynku (ZnO) w dawkach odpowiadających temu, co normalnie zjadamy z posiłkiem lub w ciągu dnia, mogą zmieniać sposób, w jaki jelita wchłaniają składniki odżywcze albo oddziaływać na ekspresję genów [...] - opowiada prof. Gretchen Mahler z Binghamton University.
      Mahler wyjaśnia, że ze względu na właściwości przeciwbakteryjne ZnO jest wykorzystywany w wyściółce puszek.
      W ramach studium Amerykanie sprawdzali za pomocą spektrometrii mas, jak dużo cząstek dostaje się do puszkowanego tuńczyka, kukurydzy, szparagów i kurczaka. Okazało się, że pokarm zawiera 100-krotność dozwolonej dziennej dawki cynku. Mając to na uwadze, zespół zajął się wpływem nanocząstek na układ pokarmowy.
      Inni naukowcy patrzyli wcześniej na wpływ nanocząstek na komórki jelita, ale zwykle wybierali naprawdę wysokie dawki i szukali oznak oczywistej toksyczności, np. śmierci komórkowej. My skupiliśmy się na czymś bardziej subtelnym, a mianowicie na działaniu komórek i analizowaliśmy dawki nanocząstek bliższe temu, z czym się naprawdę stykamy.
      Okazuje się nanocząstki mają tendencję do osiadania na komórkach układu pokarmowego. Powodują remodelowanie bądź utratę mikrokosmków, które zwiększają powierzchnię odpowiadającą za wchłanianie. W dużych dawkach niektóre nanocząstki uruchamiają sygnalizację prozapalną. Zjawisko to może zaś zwiększyć przepuszczalność modelu jelit [...].
      Ponieważ badania prowadzono w laboratorium na hodowlach komórkowych, trudno określić, jaki może być długoterminowy wpływ spożycia nanocząstek na ludzkie zdrowie. Mogę tylko powiedzieć, że nasz model pokazuje, że nanocząstki mają swoje oddziaływania w modelu in vitro i że zrozumienie ich wpływu na funkcje przewodu pokarmowego to ważna dziedzina badania bezpieczeństwa konsumenckiego.
      Podczas dalszych badań na kurach uzyskano podobne wyniki jak na hodowlach. Okazało się także, że nanocząstki oddziałują na mikrobiom.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W przyszłym miesiącu w Wielkiej Brytanii zostanie przeprowadzony eksperyment, którego celem jest przetestowanie możliwości sztucznego schładzania klimatu przez człowieka. W jego ramach na wysokość 1 kilometra zostanie wpompowana woda.
      Będzie to pierwszy na taką skalę test systemu pompowania, który w przyszłości może zostać wykorzystany do umieszczania w stratosferze związków siarki. System pompowania miałby być wyniesiony np. przez olbrzymi balon wypełniony wodorem.
      Test to część programu Stratospheric Particle Injection for Climate Engineering (SPICE). Został on zainspirowany wybuchem wulkanu Pinatubo w 1991 roku.  Do atmosfery trafiło wówczas 20 milionów ton związków siarki, ochładzając Ziemię o 0,5 stopnia Celsjusza przez 18 miesięcy. Jeśli obecny test się powiedzie, to być może w przyszłości będą wysyłane balony z podczepionymi rurami, którymi będzie tłoczona siarka.
      Od chwili, w której ludzie będą w stanie intencjonalnie zmieniać klimat dzieli nas jednak wiele dziesięcioleci.
      W ramach eksperymentu wypełniony helem balon wyniesie wąż, którym będzie pompowana woda z prędkością 1,8 litra na minutę. Cały eksperyment posłuży do zaprojektowania 20-kilometrowego systemu.
      Hugh Hunt, inżynier z University of Cambridge mówi, że dostarczanie siarki za pomocą balonu może być najbardziej efektywną metodą. Szacuje on, że docelowy system może kosztować około 5 miliardów dolarów. Przed dwoma laty Rosjanie testowali dostarczanie siarki do stratosfery samolotami, jednak koszt takiego systemu byłby około 20-krotnie wyższy.
      Część organizacji skupiających obrońców przyrody protestuje przeciwko testowi jak i samej geoinżynierii. Zwracają uwagę, że próba, jakkolwiek nieszkodliwa, jest tylko wstępem do działań, które mogą mieć zgubne skutki, jak np. powodować susze. W ubiegłym roku ONZ zakazał geoinżynierii zagrażającej bioróżnorodności.
      Niektóre z obaw ekologów podziela Alan Robock, meteorolog z Rutgers University. Z przeprowadzonych przezeń symulacji komputerowych wynika, że chmury składające się ze związkow siarki mogą osłabić monsuny pojawiające się w Azji i Afryce, a to oznacza mniejsze opady na terenach rolniczych, od których żyzności uzależnione są miliardy ludzi. Zdaniem Robocka jest zbyt wcześnie by przeprowadzać eksperymenty z zakresu geoinżynierii. Uważa on, że najpierw trzeba przeprowadzić liczne symulacje komputerowe, które powiedzą nam, jak takie działania mogą wpłynąć na obieg wody czy warstwę ozonową.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Uczeni z University of Western Australia i Oxford University odkryli najstarsze znane nauce skamieniałości. Mikroskopijne zabytki natury, na których widać komórki i bakterie liczą sobie ponad 3,4 miliarda lat.
      Mamy w końcu twarde dowody na istnienie życia przed 3,4 miliardami lat. To potwierdza tezę, że żyły wówczas beztlenowe bakterie - mówi profesor Martin Brasier z Oxfordu, członek ekipy badawczej, na której czele stał Australijczyk doktor David Wacey.
      W czasach, gdy żyły wspomniane bakterie, Ziemia była bardzo niespokojnym miejscem, pełnym aktywności wulkanicznej, do którego docierało niewiele promieni słonecznych. Niebo było ciemne i zachmurzone, a wysokie temperatury utrzymywały się dzięki chmurom, które nie pozwalały na efektywne wypromieniowanie wulkanicznego ciepła w przestrzeń kosmiczną. Woda w oceanach miała temperaturę 40-50 stopni Celsjusza i krążyły w niej bardzo silne prądy. Lądu było bardzo niewiele i był on zalewany olbrzymimi falami. W powietrzu było niewiele tlenu. Jeszcze nie pojawiły się żadne rośliny przeprowadzające fotosyntezę. Dlatego też najwcześniejsze formy życia zamiast tlenu syntetyzowały siarkę.
      Tego typu bakterie wciąż są często spotykane - mówi profesor Brasier.
      Wspomniane skamieniałości znaleziono w odległych regionach Australii Zachodniej, wśród jednych z najstarszych osadów skalnych. Jesteśmy pewni, że skały te uformowały się pomiędzy dwoma okresami aktywności wulkanicznej - dodaje Brasie. Okres względnego spokoju, trwał bardzo krótko, zaledwie kilkadziesiąt milionów lat. Stąd też uczeni byli w stanie określić precyzyjnie wiek skał.
      Szczegółowe badania dowiodły, że widoczne skamieliny są natury biologicznej, a nie strukturami, które powstały w czasie formowania się skał. Widać struktury podobne do komórek, występują one w grupach i są przyczepione do ziaren piasku. Co więcej, znaleziono ślady metabolizmu. Struktura chemiczna komórek jest taka, jaką powinny wykazywać tego typu organizmy żywe, a występujące wraz z nimi kryształy pirytu to najprawdopodobniej produkt uboczny metabolizmu opartego na siarce.
      Gdy pojawiają się informacje o znalezieniu tak starych skamieniałości, zawsze towarzyszy im sceptycyzm. W ostatnich latach znacznie podniesiono wymagania dotyczące uznania skamieniałości za dowody na występowanie organizmu żywego. W roku 2002 ci sami uczeni z Oxfordu, którzy brali teraz udział w australijskich badaniach, podważyli wartość dobrze wówczas znanych mikroskamieniałości. Dowiedli, że nie mogą być one pozostałościami po bakteriach, gdyż nie pasuje do tego miejsce występowania, kształt i dane mineralogiczne skał.
      Tym razem jednak uczeni nie mają wątpliwości, że to, co znaleźli, jest najstarszym śladem żywych ziemskich organizmów.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Zespół z University of California, Riverside stworzył półprzewodnikową technologię, która może pozwolić na budowę niezwykle wszechstronnego lasera ultrafioletowego, przydatnego zarówno do zabijania wirusów jak i zwiększania pojemności DVD.
      Lasery ultrafioletowe są szeroko stosowane w przechowywaniu danych czy biologii, jednak są to urządzenia duże, kosztowne i wymagające użycia dużych ilości energii. Obecne lasery ultrafioletowe bazują na azotku galu. Profesor Jianlin Liu i jego współpracownicy dokonali przełomu tworząc falowód lasera z tlenku cynku, co pozwala na produkcję mniejszych i tańszych laserów, które będą charakteryzowały się większą energią promienia i mniejszymi długościami fali.
      Dotychczas tlenek cynku nie nadawał się do budowy laserów, gdyż brakowało mu typu p. Liu rozwiązał ten problem domieszkując go antymonem tworząc półprzewodnik typu p. Nanokable tlenku cynku typu p połączono z tlenkiem cynku typu n tworząc diodę p-n.
      Przyłożenie napięcia wywołało emisję światła laserowego z końcówek nanokabli.
      „Od dziesięciu lat naukowcy zajmujący się tlenkiem cynku próbowali osiągnąć taki wynik. Nasze badania prawdopodobnie popchną naprzód całą technologię".
      Odkrycie uczonych z Kalifornii pozwoli na stworzenie laserów odczytujących i zapisujących znacznie gęściej zapisane dane, gdyż długość fali światła ultrafioletowego jest znacznie mniejsza niż wykorzystywanego obecnie światła czerwonego. W biologii i medycynie ultrafioletowy laser może penetrować wnętrze żywych komórek, zmieniać ich funkcje, służyć do dezynfekcji wody pitnej. W fotonice pojawią się dzięki niemu urządzenia przetwarzające i przesyłające dane znacznie szybciej niż ma to miejsce obecnie.
      Profesor Liu zauważa, że potrzebne są dalsze prace nad zwiększeniem stabilności półprzewodnika typu p z tlenku cynku.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Po pięciu latach badań laboratorium kierowane przez Zhong Lin Wanga z Georgia Technology Institute, poinformowało o stworzeniu nanogeneratorów zdolnych do zasilania konwencjonalnych urządzeń elektronicznych.
      Nanogeneratory Wanga zbudowane są z materiałów piezoelektrycznych, takich jak tlenek cynku. Pod wpływem ruchu uginają się one i prostują, generując energię elektryczną. Zespół Wanga stworzył nanogeneratory zdolne do wytworzenia energii o napięciu trzech woltów i natężeniu 300 nanoamperów. To wystarczy do zasilenia niewielkich wyświetlaczy ciekłokrystalizcnych, LED-ów czy diod laserowych. Jeśli uda nam się utrzymać obecne tempo udoskonalania naszego produktu, to będziemy w stanie wbudowywać go w urządzenia medyczne, elektronikę osobistą czy urządzenia do monitorowania środowiska - mówi Wang.
      Pierwsze wersje nanogeneratorów z tlenku cynku zakładały hodowanie nanoprzewodów na sztywnym podłożu i dołączanie do nich metalowych elektrod. Najnowsze nanogeneratory wykorzystują polimery i są znacznie łatwiejsze w produkcji.
      Naukowcy z Georgia Technology Institute (Gatech) najpierw hodują nanoprzewody na substracie, a następnie odcinają je od niego i umieszczają w roztworze alkoholu. Całość podlega wysuszeniu na cienkiej metalowej elektrodzie i cienkim kawałku elastycznego polimeru. Po wysuszeniu pierwszej warstwy, jest na niej układana kolejna i jeszcze następna. Proces jest łatwo skalowalny i pozwala na produkcję wydajnych nanogeneratorów. Takie urządzenie o wymiarach 1,5x2 centymetry jest już w stanie zasilić wyświetlacz kalkulatora. Wang mówi, że w najbliższym czasie zaprezentuje nanogeneratory zdolne do zasilania urządzeń monitorujących środowisko pod kątem obecności toksycznych gazów i wysyłających ostrzeżenie. Taki system mógłby zawierać niewielkie kondensatory, gromadzące energię po to, by w miarę potrzeby wysłać silny sygnał ostrzegawczy.
      Grupa Wanga czyni tak szybkie postępy, że nanogeneratory zdolne do zasilania nowoczesnych odtwarzaczy MP3 czy rozruszników serca powinny powstać w ciągu 3-5 lat. Wystarczy bowiem przypomnieć, że obecne pokolenie nanogeneratorów jest 100-krotnie bardziej wydajne niż to sprzed roku.
      W przyszłości postęp będzie zapewne równie szybki, gdyż grupa Wanga opracowała metodę prostszej produkcji nanowłókien tworzonych na bazie cyrkonu i tytanianu ołowiu. Nanowłókna takie są trudne w produkcji, gdyż do wzrostu wymagają temperatury 650 stopni Celsjusza. Opracowana na Gatech metoda dekompozycji hydrotermalnej pozwala na obniżenie tej temperatury do 230 stopni.
×
×
  • Create New...