Sie sind vertraut mit ihm auf weiß пятнышку auf der Nase oder auf dem Rücken. Aber einmal weiße Salbe, schützt Ihre Haut vor Sonnenbrand, vielleicht beginnt die Herstellung von Strom auf dem Dach Ihres Hauses oder des Autos. Viele wissen, dass Zinkoxid ist ein wichtiger Bestandteil in der Sonnencreme und Pulver für die Windel. Aber es wirkt auch Halbleiter, die Sie verwenden können, in den neuen Arten von Solarzellen, optische Gas-Sensor und UV-Lasern sowie bei der Herstellung von Wasserstoffgas, die ersetzen würde öl als Energiequelle für PKW und LKW.
«Der Hauptvorteil von Zinkoxid gegenüber anderen Halbleiter-Materialien ist, dass es viel, ist preiswert und kann zur Erstellung von sehr hochwertigen Geräten schnell und Billig», sagt Amir Хассанпур, Physiker von der University of Concordia in Montreal. «Es kann dazu führen, dass billige Geräte mit einer guten Leistung, die nicht verlassen sich auf seltene, ständig fehlende Materialien».
Zusammen mit Kollegen Хассанпур entwickelte eine neue Methode zur Verarbeitung von Zinkoxid für den Einsatz in Halbleitern. Ihre disruptiven Ansatz für die Herstellung von effizienteren Solarzellen und Wasserstoff-Brennstoffzellen, unter anderem. Die Studie wurde veröffentlicht in der Zeitschrift Materials and Design.
Auf der mikroskopischen Ebene Zinkoxid ist ein Wald der kleinen «Bäume» — наностержней — eindimensionale Strukturen, die einen Weg des Transports von Elektrizität. Um gut zu funktionieren in Geräten wie Gas-sensoren, die Stäbchen müssen sich in einer bestimmten Weise. So ordnen Sie war schon immer teuer und komplexer Prozess.
«Zinkoxid kann leicht wachsen wie ein Wald zufällig angeordneten наностержней, Durchmesser jeweils in 100-1000 mal kleiner als ein menschliches Haar. Aber sehr schwer anzugeben наностержням, wie Sie wachsen», sagen die Wissenschaftler.
Die Wissenschaftler deckten die glatte Oberfläche Zinkoxid und erhitzt bis zu 400 Grad Celsius. Dann werden Sie bedeckt die erste Schicht Polymer und verwendet den E-Strahl zum Stanzen Löcher in ihm. Dann wurden Zinkoxid und gemusterte Maske in die Flasche Zinksalz und anderen chemischen Substanzen, aufgelöst in reinem Wasser. Dann erwärmt die Lösung. Zink und Wasser reagierten nur in den Löchern, also Stäbchen bildeten sich nur in diesen öffnungen. Nach dem entfernen des Polymers blieb der Wald наностержней.
Wächst nanorods nach einem bestimmten Schema, können die Wissenschaftler erstellen Photon Kristalle — spezielle Strukturen, fangen das Licht. Photon die Kristalle können verwendet werden, um eine effektivere UV-Lasern oder optischen Gas-sensoren, die ändern Ihre Farbe bei Vorhandensein eines bestimmten Gases.
Ein solcher Sensor kann beispielsweise erkennen gefährliche Mengen von Kohlenmonoxid. Alternativ kann für die Erkennung von Spuren von Gasen, die nicht sein sollte, Z. B. Ethylen in der Lagerung von Obst, da die Anwesenheit von Ethylen kann zu Schäden an den Früchten, sagt Хассанпур.
Nanorods aus Zinkoxid werden eine wertvolle Bereicherung für Gassensoren, da können sich nun erwartungsgemäß bei der Einwirkung der verschiedenen Gase. Obwohl solche sensoren können aus наностержней, nicht die in einem bestimmten Schema, für die Erstellung von empfindlicheren Geräten erfordert eine sorgfältige überwachung der Positionierung наностержней.
Nanorods aus Zinkoxid verwendet werden können, um eine effektivere Solarzellen und Billigen Wasserstoff-Brennstoffzellen. Da Zinkoxid absorbiert Energie aus Sonnenlicht, Unterkunft наностержней im Wasser führt dazu, dass die absorbierte Energie der Sonne zerschlägt die verbindungen zwischen den Atomen von Sauerstoff und Wasserstoff in den Wassermolekülen mit der Bildung von Wasserstoffgas.
Dieser Wasserstoff kann man sammeln und dann als Brennstoff verwendet, im Idealfall zu ersetzen, um Benzin oder andere fossile Brennstoffe. Halten Wasserstoff, Ingenieure könnten mit Leichtigkeit zu übertragen, es als Brennstoff für den Verbraucher, Z. B. Wasserstoff-Autos.
Normale Sonnencreme hilft bei der Erstellung von Solaranlagen
Ilja Hel