Tag archieven: nanobuisjes

Nanobuisjes verdrievoudigen energieopbrengst plant

Geplaatst op door
Beantwoorden
Nanobuisjes doorboren membraan bladgroenkorrel

De nanobuisje doorboren de membranen rond de bladgroenkorrels (afb: Nature)

Door planten vol te stoppen met nanobuisjes schijnt de energieopbrengst van de fotosynthese van een plant verdrievoudigd te kunnen worden, zo hebben onderzoekers rond Michael Strano van het MIT in Boston ontdekt. Dat komt doordat die minuscule koolstofbuisjes het voor de plant bruikbare deel van het lichtspectrum flink vergroten. Zelfs de in energetisch opzicht productiefste planten gebruiken maar 10% van het ontvangen zonlicht. Dan zou met de koolstofbuisjes in de chloroplasten, de energiefabriekjes van planten, op 30% komen.  Nu nog een manier vinden om daar gebruik van te maken. Overigens zijn ze bij het MIT bezig ook andere mogelijkheden van planten uit te buiten, als detectoren of onderdeel van elektronische systemen. Dat heet dan meteen: de bionische plant. Lees verder →

Warmtezonnecel met, in theorie, rendement van 80%

Geplaatst op door
Beantwoorden
De thermofoltaïsche zonnecel

De thermofotovoltaïsche zonnecel (PV cell) onder lichtconcentrator (foto:MIT)

Het lijkt er op of de ontwikkeling van zonnecellen, waar toch al weer heel wat jaren aan gesleuteld wordt, in een stroomver-snelling is terecht-gekomen. Onlangs berichtte ik over een aantal recente ontwikkelingen van zonnecellen en nu komt uit het Amerikaanse Cambridge (=MIT) het bericht dat ze daar het rendement van zonnecellen oppoken met warmte. Met deze techniek zou het ook mogelijk zijn energie in de vorm van warmte op te slaan voor later gebruik, zoals bekend een van de zeer zwakke punten van duurzame energievormen als wind- en zonne-energie. Lees verder →

Een piepkleine transistor zonder halfgeleider

Geplaatst op door
Beantwoorden

Een transistor zonder halfgeleiders Yoke Khin Yap, hoogleraar natuurkunde aan de technische universiteit van Michigan, heeft veldeffecttransistors ontwikkeld waar geen halfgeleider aan te pas komt. De, nog experimentele, transistor, bestaat uiterst minieme gouddruppels ter grootte van 3 nanometer ( 1nm is eenmiljoenste millimeter) en nanobuisjes van boornitride. Boornitride is een isolator (geleidt geen elektriciteit).
Nu is silicium nog het favoriete materiaal in de elektronica, maar dat materiaal loopt tegen de grenzen van zijn mogelijkheden aan. Steeds maar kleiner levert op de duur geen bruikbare transistors meer op. Er ontstaan ‘lekeffecten’.  Siliciumtransistors verkwisten een hoop energie in de vorm van warmte. 
Het maken van de goudtransistors was relatief simpel. Met een laser werden de gouddruppeltjes op het boornitridebuisje aangebracht. Door die nanobuisjes konden die druppels zo klein zijn en zo regelmatig verdeeld worden. In Oak Ridge nationaal laboratorium werden aan beide zijden van zo’n reeks gouddruppeltjes op een boornitridebuisje elektroden aangebracht (zie plaatje).

Toen gebeurde er iets interessants. De elektronen ’tippelden’ netjes een voor een van gouddruppel naar gouddruppel alsof dat stapstenen waren in een rivier, waardoor je met droge voeten aan de overkant kan komen. Dat kan eigenlijk niet, omdat de bolletjes fysiek gescheiden zijn en boornitride een isolator is. Dat ‘onmogelijke’ effect wordt het kwantumtunneleffect genoemd.
In de praktijk betekent dat boven een bepaalde spanning de transistor zich als geleider gedraagt, daaronder als isolator. Er treden geen lekeffecten op zoals bij silicium en dat zou betekenen dat de goudtransistoren letterlijk koel zijn.
Er zijn al eerder transistors gemaakt die gebruik maken van het kwantumtunneleffect, maar die werken bij zeer lage temperaturen van vloeibaar helium (-269 °C). In theorie zouden de goudtransistoren nog kleiner gemaakt kunnen worden. Yap heeft zijn transistor aangemeld als internationaal octrooi. Zijn onderzoek is medegefinancierd door het Amerikaanse ministerie van energie DoE.

Bron: Eurekalert

KIT ontwikkelt kwantumsensor

Geplaatst op door
Beantwoorden

KwantumsensorAan het Karlsruher instituut voor technologie (KIT) is een sensor ontwikkeld, waar, in principe, op kwantumniveau metingen mee kunnen worden verricht. Bij dit onderzoek is samengewerkt met instituten uit Frankrijk. De uiterst minuscule sensor bestaat uit twee metaalelektroden op zo’n 1 mikrometer (eenduizendste millimeter) van elkaar, die verbonden zijn door een koolstofnanobuisje. In dat buisje is een organisch molecuul gestopt dat een magnetisch metaalatoom bevat. Het buisje wordt in trilling gebracht. Een extern magneetveld beïnvloedt die trilling en daarmee de geleidbaarheid van het nanobuisje. Op die manier zou het omslaan van een elektronspin kunnen worden gedetecteerd.
Die sterke wisselwerking tussen een magnetische spin en een trilling, zou de sensor geschikt maken voor een aantal interessante toepassingsgebieden, zo verwacht het KIT. Zo zou de massa van afzonderlijke moleculen kunnen worden gemeten of zouden magnetische krachten in de nanowereld kunnen worden bepaald. Ook denken de onderzoekers als toepassing aan kwantumbits, de basiseenheid in een kwantumcomputer.
In een artikel in Nature Nanotechnology onderstrepen onderzoeksleider Mario Ruben en medewerkers het belang van dergelijke ontwikkelingen in de kwantumwereld, waarmee nanoeffecten in de wereld van alledag zouden kunnen worden gebruikt. De koppeling van elektronspin, draaiing en trilling zou tot toepassingen kunnen leiden die geen ekwivalent hebben in de macrowereld, zo speculeren de onderzoekers.
Bron: Alpha Galileo