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新的纳米材料取代汞

发布时间:2021年08月19日    点击:[0]人次

新的纳米材料取代汞

由挪威科技大学(NTNU)电子系统部门的教授Helge Weman和Bj?rn-Ove Fimland领导的纳米研究小组成功地用发射紫外线的纳米材料制造发光二极管或LED。

这是第一次有人在石墨烯表面产生紫外线。

“我们已经证明这是可能的,这真的令人兴奋,”博士说中国机械网okmao.com。候选人IdaMarieH?iaas,一直与博士一起从事该项目。候选人Andreas Liudi Mulyo。

“我们已经开发出一种新的电子元件,有可能成为商业产品。它无毒,可以比现在的荧光灯更便宜,更稳定,更耐用。如果我们成功地使二极管变得高效,更便宜,很容易想象这种设备在人们的家中变得司空见惯。这将大大增加市场潜力,“H?iaas说。

危险但有用

尽管保护自己免受太阳紫外线辐射的影响很重要,但紫外线也具有非常有用的特性。

这尤其适用于短波长为100-280纳米的UV光,称为UVC光,这对于其破坏细菌和病毒的能力特别有用。

幸运的是,来自太阳的危险的UVC射线被臭氧层和氧气捕获,不会到达地球。但是可以制造UVC灯,可用于清洁表面和医院设备,或净化水和空气。

今天的问题是许多UVC灯含有汞。2017年生效的联合国“水Convention公约”规定了逐步淘汰汞开采和减少汞使用的措施。

该公约以一个日本渔村命名,该村庄的人口在20世纪50年代因工厂的汞排放而中毒。

建立在石墨烯上

放置在玻璃上的一层石墨烯形成了研究人员生成紫外光的新二极管的基板。

石墨烯是一种超强和超薄的结晶材料,由单层碳原子组成。研究人员成功地在石墨烯晶格上生长氮化铝镓(AlGaN)纳米线。

该过程在高温真空室中进行,其中铝和镓原子直接沉积或生长在石墨烯基板上 - 具有高精度和氮等离子体存在。

这个过程被称为分子束外延(MBE),在日本进行,NTNU研究团队在东京索菲亚大学与Katsumi Kishino教授合作。

让光明

在样品生长后,它被运送到NTNU NanoLab,研究人员在石墨烯和纳米线上进行金和镍的金属接触。当石墨烯和纳米线发出电能时,它们会发出紫外线。

石墨烯对于所有波长的光都是透明的,并且从纳米线发出的光照射石墨烯和玻璃。

H?iaas说:“能够以这种方式结合纳米材料并创造有效的LED是令人兴奋的。”

数百万美元的市场

一项分析计算出,从现在到2023年,UVC产品的市场将增加60亿挪威克朗,约合7亿美元。对此类产品的需求增长和汞的逐步淘汰预计将产生几乎每年一次的市场增长。 40%。

同时获得博士学位。在NTNU的研究中,H?iaas正在CrayoNano的工业平台上使用相同的技术。该公司是NTNU纳米研究小组的副产品。

更便宜地使用更少的电力

可替代荧光灯泡的UVC LED已经上市,但CrayoNano的目标是制造更节能,更便宜的二极管。

据该公司称,今天的UV LED价格昂贵的一个原因是基板是由昂贵的氮化铝制成的。石墨烯的制造成本更低,并且LED二极管的材料更少。

需要进一步发展

H?iaas认为,在NTNU开发的流程可以扩展到工业生产水平之前,需要进行大量改进。必要的升级包括导电性和能量效率,更先进的纳米线结构和更短的波长,以产生UVC光。

CrayoNano进一步发展,但他们的结果尚未公布。

“CrayoNano的目标是在2022年的某个时候将该技术商业化,”H?iaas说。