به نقل از «آنا»

بینش‌های هیجان انگیزی در مورد مواد سلول‌های خورشیدی آشکار شد

تاریخ انتشار: ۱۹ دی ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۶۸۰۵۶۰۶

به گزارش گروه دانش و فناوری خبرگزاری آنا به نقل از وبگاه (سای تک دیلی)، یک ابزار شناسایی جدید توسط تیمی از دانشمندان ایجاد شد که به آن‌ها اجازه می‌دهد بینش منحصربه‌فردی در مورد مواد جایگزین احتمالی برای سلول‌های خورشیدی به دست آورند. آن‌ها میکروسکوپی ساختند که از امواج تراهرتز برای جمع‌آوری داده‌های نمونه‌های مواد استفاده می‌کند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

این تیم از آزمایشگاه ملی آمز وزارت انرژی که تحت رهبری دانشمند ارشد جیگانگ وانگ کار می‌کند، سپس از میکروسکوپ خود برای کاوش پروسکایت متیل آمونیوم سرب یدید (MAPbI۳) استفاده کردند، ماده‌ای که به طور بالقوه می‌تواند جایگزین سیلیکون در سلول‌های خورشیدی شود.

ریچارد کیم، دانشمند آزمایشگاه ایمز، دو ویژگی را توضیح داد که میکروسکوپ کاوشگر اسکن جدید را منحصر به فرد می‌کند. ابتدا، میکروسکوپ از محدوده تراهرتز فرکانس‌های الکترومغناطیسی برای جمع آوری داده‌ها در مورد مواد استفاده می‌کند. این محدوده بسیار کمتر از طیف نور مرئی است و بین فرکانس‌های مادون قرمز و مایکروویو قرار می‌گیرد. ثانیاً، نور تراهرتز از طریق یک نوک فلزی تیز تابیده می‌شود که قابلیت‌های میکروسکوپ را در مقیاس‌های نانومتری افزایش می‌دهد.

به طور معمول اگر موج نوری داشته باشید، نمی‌توانید چیز‌هایی کوچکتر از طول موج نوری که استفاده می‌کنید ببینید. کیم توضیح داد و برای این نور تراهرتز، طول موج حدود یک میلی متر است، بنابراین بسیار بزرگ است. اما در اینجا ما از این نوک فلزی تیز با راس استفاده کردیم که تا شعاع ۲۰ نانومتری انحنای تیز شده است و این به عنوان آنتن ما عمل می‌کند تا چیز‌های کوچکتر از طول موجی که استفاده می‌کردیم را ببینیم.

با استفاده از این میکروسکوپ جدید، این تیم یک ماده پروسکایتی به نام MAPbI۳ را بررسی کردند که اخیراً به عنوان جایگزینی برای سیلیکون در سلول‌های خورشیدی مورد توجه دانشمندان قرار گرفته است. پروسکایت‌ها نوع خاصی از نیمه هادی‌ها هستند که بار الکتریکی را هنگامی که در معرض نور مرئی قرار می‌گیرند منتقل می‌کنند. چالش اصلی استفاده از MAPbI۳ در سلول‌های خورشیدی این است که وقتی در معرض عناصری مانند گرما و رطوبت قرار می‌گیرد، به راحتی تجزیه می‌شود.

به گفته وانگ و کیم، تیم انتظار داشتند که MAPbI۳ زمانی که آن را در معرض نور تراهرتز قرار می‌دهند، مانند یک عایق رفتار کند. از آنجایی که داده‌های جمع‌آوری‌شده بر روی یک نمونه، خوانشی از نحوه پراکندگی نور هنگام قرار گرفتن مواد در معرض امواج تراهرتز است، آن‌ها انتظار داشتند که سطح پایینی از پراکندگی نور در سراسر ماده وجود داشته باشد. اما چیزی که آن‌ها دریافتند این بود که تنوع زیادی در پراکندگی نور در امتداد مرز بین دانه‌ها وجود دارد.

کیم توضیح داد که مواد رسانا، مانند فلزات، دارای سطح بالایی از پراکندگی نور هستند، در حالی که مواد کم رسانا، مانند عایق‌ها، به این میزان نخواهند بود.

تنوع گسترده‌ای از پراکندگی نور که در امتداد مرز‌های دانه در MAPbI۳ شناسایی شده است، مشکل تخریب مواد را روشن می‌کند.

در طول یک هفته، تیم به جمع‌آوری داده‌ها در مورد مواد ادامه داد و داده‌های جمع‌آوری‌شده در آن زمان روند تخریب را از طریق تغییرات در سطوح پراکندگی نور نشان داد. این اطلاعات می‌تواند برای بهبود و دستکاری مطالب در آینده مفید باشد.

وانگ گفت: ما معتقدیم که مطالعه حاضر ابزار میکروسکوپی قدرتمندی را برای تجسم، درک و کاهش احتمالی تخریب مرز دانه، تله‌های نقص و تخریب مواد نشان می‌دهد. درک بهتر این مسائل ممکن است امکان توسعه دستگاه‌های فتوولتائیک مبتنی بر پروسکایت بسیار کارآمد را برای سال‌های آینده فراهم کند.

نمونه MAPbI۳ توسط دانشگاه تولدو ارائه شد. این تحقیق بیشتر در مقاله «نانو تصویربرداری تراهرتز از مواد سلول خورشیدی پروسکایتی» نوشته شده توسط ریچارد اچ جی کیم، ژائیو لیو، چوانکون هوانگ، پارک جونگ موک، ساموئل جی هائوسر، ژائونینگ سونگ، یانفا یان، یونگشین یائو، لیانگ مورد بحث قرار گرفته است.

انتهای پیام/

منبع: آنا

کلیدواژه: سلول های خورشیدی میکروسکوپ جدید سلول های خورشیدی پراکندگی نور مورد مواد جمع آوری داده ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت ana.press دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «آنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۶۸۰۵۶۰۶ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

فناوری جدیدی برای دیدن درون سلول‌های سرطانی

پژوهشگران فناوری جدیدی را توسعه داده‌اند که با آن می‌توانند محتویات چربی یا همان لیپیدهای موجود در سلول‌های سرطانی را مشاهده و مطالعه کنند.

به گزارش مشرق، دانشمندان فناوری تصویربرداری جدیدی را ابداع کرده‌اند که به آنها اجازه می‌دهد تا درون یک سلول سرطانی را به صورت زنده ببینند و نحوه تعامل آن با محیط اطراف خود را مشاهده کنند.

به نقل از آی‌ای، این تیم به رهبری دانشگاه ساری(Surrey) در انگلیس به دنبال مشاهده و مطالعه محتوای چربی‌های(لیپیدها) موجود در سلول‌های سرطانی بود.

لیپیدها اجزای کلیدی سلول‌ها هستند و به سلول‌های سرطانی اجازه رشد، تکثیر و متاستاز را می‌دهند.

این تکنیک با همکاری کالج دانشگاهی لندن توسعه یافته است و شرکت داروسازی GSK و شرکت‌های یوکوگاوا(Yokogawa) و سایکس(Sciex) نیز در آن مشارکت داشته‌اند.

نظارت بر محتوای چربی سلول‌ها

با استفاده از سیستم شرکت یوکوگاوا به نام SS۲۰۰۰، سلول‌های سرطانی منفرد از یک ظرف کشت شیشه‌ای نمونه‌برداری شد. این سیستم نوآورانه سلول‌های زنده منفرد را با استفاده از لوله‌های کوچک استخراج می‌کند و امکان تجزیه و تحلیل دقیق را فراهم می‌کند. عرض این لوله‌ها به سختی ۱۰ میکرومتر، یعنی نصف قطر نازک‌ترین موی انسان است.

در مرحله بعد، این سلول‌ها با رنگ فلورسنت رنگ‌آمیزی شدند. این کار به پژوهشگران امکان داد تا قطرات لیپید را در طول آزمایش بررسی کنند.

سپس این تیم با محققان شرکت Sciex برای ایجاد یک رویکرد جدید طیف‌سنجی جرمی همکاری کرد. این روش به آنها اجازه می‌داد لیپیدها را بشکنند و ساختار واقعی سلول را تعیین کنند.

سرانجام کل این فرآیند به مشاهده چگونگی تکامل سلول‌های سرطانی در پاسخ به تغییرات محیط اطراف منجر شد.

یوهانا فون گریشتن از دانشکده شیمی و مهندسی شیمی دانشگاه ساری گفت که مشکل سلول‌های سرطانی این است که هیچ دو سلولی شبیه به هم نیستند.

وی افزود: این امر طراحی یک درمان خوب را سخت‌تر می‌کند، زیرا برخی سلول‌ها همیشه بیش از سایرین در برابر درمان مقاومت می‌کنند. با این حال، همیشه ثابت شده است که مطالعه سلول‌های زنده پس از حذف آنها از محیط طبیعی، با جزئیات کافی برای درک واقعی آرایش آنها دشوار است. به همین دلیل بسیار هیجان انگیز است که بتوانیم سلول‌های زنده را زیر میکروسکوپ نمونه‌برداری کنیم و محتوای چربی آنها را یک به یک بررسی کنیم.

به گفته پژوهشگران این یافته‌ها می‌توانند بینشی در مورد چگونگی واکنش سلول‌ها به تشعشع ارائه دهند.

پژوهشگران همچنین از این رویکرد تازه کشف شده برای تجزیه و تحلیل مولکول‌های چرب لیپیدی در چندین سلول سرطانی استفاده کردند. جالب توجه است که آنها تفاوت‌هایی را در نمایه لیپیدی سلول‌های مختلف شناسایی کردند.

کارلا نیومن معاون مدیر بخش تصویربرداری سلولی و دینامیک در GSK در یک بیانیه مطبوعاتی گفت: روش جدید ما راه را برای مطالعه سلول‌های سرطانی با جزئیاتی که قبلاً ندیده‌ایم، هموار می‌کند. یک روز نیز ممکن است بتوانیم ببینیم که چگونه سلول‌های سرطانی با همسایگان خود ارتباط برقرار می‌کنند. این می‌تواند درمان‌های جدید و هدفمندتری را فراهم کند.

این تکنیک می‌تواند بینش‌های ارزشمندی در مورد چگونگی پاسخ انواع سرطان به درمان‌ها ارائه دهد. همچنین می‌تواند به پزشکان در درک تأثیر تابش و تشعشع بر سلول‌ها کمک کند، به ویژه اینکه چگونه برخی از سلول‌های سرطانی در برابر پرتودرمانی مقاومت می‌کنند. این مقاومت ممکن است به عود سرطان منجر شود.

درک عمیق‌تر از بیولوژی سرطان می‌تواند به توسعه درمان‌های مؤثرتری در آینده منجر شود.

علاوه بر این، پژوهشگران بیان می‌کنند که مطالعه لیپیدها داخل سلول‌های منفرد ممکن است به بخش‌های مختلف سلامت از جمله ایمنی و بیماری‌های عفونی نیز کمک کند.

این یافته‌ها در مجله Analytical Chemistry منتشر شده است.