برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

محققان در ایرلند با استفاده از نانوسیم سیلیکونی موفق به ساخت اولین ترانزیستور بدون اتصال شده‌اند. طبق گفته این محققان این افزاره که ایده آن اولین بار در سال 1925 داده شده ولی تاکنون ساخته نشده است، خواص الکتریکی نسبتاً اید‌ه‌آلی دارد. این افزاره در مقایسه با ترانزیستورهای مرسوم امروزی، به صورت بالقوه می‌تواند سریع‌تر و با توان کمتر کار کند.

ترانزیستور‌های امروزی دارای اتصالات نیمه‌رسانا می‌باشند. معمول‌ترین نوع اتصال، اتصال p-n است که به‌وسیلة تماس بین یک قطعه سیلیکونی نوع p و یک قطعه سیلیکونی نوع n تشکیل می‌شود. در قطعه نوع p، سیلیکون برای ایجاد حفره‌های اضافی با ناخالصی‌ها دوپ می‌شود و در قطعه نوع p، سیلیکون برای ایجاد الکترون‌های اضافی با ناخالصی‌ها دوپ‌ می‌شود.


تعداد ترانزیستورها روی یک میکروتراشه سیلیکونی منفرد به طور فزاینده‌ای در حال افزایش می‌باشد و از سال 1970 تاکنون از چندصد به چندین بیلیارد رسیده است. در نتیجه ترانزیستورها به قدری ریز شده‌اند که ایجاد اتصالات با کیفیت در آنها به شدت مشکل شده است. در عمل تغییر غلظت دوپ‌کننده‌ی یک ماده‌ی در فصول کمتر از حدود 10 نانومتر بسیار مشکل است.


7219
شمایی از یک ترانزیستور نانوسیمی نوع n. اکنون جین- پیر کالینگ و همکارانش در مؤسسه ملی تیندال؛ برای حل این مشکل از ایده مطرح شده در سال 1925 الهام گرفته‌اند. طبق این ایده، ترانزیستور یک مقاومت ساده است و شامل یک گیت می‌باشد که چگالی الکترون‌ها و حفره‌ها و در نتیجه جریان الکتریکی را کنترل می‌کند. افزاره ساخته شده بوسیله این محققان یک نانوسیم سیلیکونی می‌باشد که در آن جریان الکتریکی به‌طور کامل به‌وسیلة یک گیت سیلیکونی کنترل می‌شود. این گیت به‌وسیلة یک لایه عایق نازک از این نانوسیم جدا می‌شود.

در این حالت نیاز به تغییر دوپ‌کننده در فواصل کم نیست. در عوض کل این نانوسیم، نوع N و گیت نوع p می‌باشد. حضور این گیت منجر به تخلیه‌ی تعدادی از الکترون‌ها در ناحیه‌ی انتهایی نانوسیم متصل به آن، می‌شود. اگر یک ولتاژ در سرتاسر این نانوسیم اعمال شود، جریان الکتریکی در سرتاسر این ناحیه‌ی تخلیه‌شده جاری نمی‌شود. اگر یک ولتاژ به گیت نیز اعمال شود، اثر فشردگی کاهش‌یافته و جریان جاری می‌شود.


نتایج این تحقیق در مجله‌ی Nature Nanotechnology منتشر شده است.



منبع : nano.ir


تولید انرژی پرتوان به‌وسیلة سیم‌های ریز

محققان در آمریکا و کره کشف کرده‌اند که جرقه ‌زدن یک نانولوله کربنی پوشش‌ داده شده به ‌وسیلة مواد قابل‌اشتعال شیمیایی، می‌تواند منجر به ایجاد یک موج بسیار سریع شود. این موج می‌تواند با سرعتی که ده ‌هزار برابر سرعت گسترش واکنش شیمیایی است، در سرتاسر این نانولوله حرکت کند. این پدیده جدید که یک "موج توان گرما" نامیده شده است، می‌تواند منجر به راه جدیدی برای تولید الکتریسیته شود و ممکن است قادر به تأمین توان مورد نیاز برای حرکت افزاره‌های نانومقیاس باشد. 7213 ایجاد یک جرقه در یک انتهای یک TNA-CNT منجر به یک واکنش گرمازا و انتقال گرما با سرعت بالا در طول نانولوله و درنتیجه گسترش سریع این واکنش می‌شود.
استرانو و همکارانش در مؤسسه فناوری ماساچوست در آزمایشات خود، نانولوله‌های کربنی چند‌دیواره را با سوخت شیمیایی معروف به سیلیکوتری‌متیلن تری‌نیترامین (TNA) روکش ‌دادند. سپس آنها یک لیزر کم‌توان به این سیستم می‌تابانند. در نتیجه گرمای این لیزر، سوخت مشتعل‌ شده و یک واکنش شیمیایی شروع می‌شود و در طول نانولوله حرکت می‌کند. این سرعت 104 برابر سرعت گسترش خود واکنش شیمیایی است.
نام این پدیده‌ی جدید (موج توان گرما) از این حقیقت ناشی‌شده است که امواج گرمایی بسیار سریع‌ الکترون‌ها را انرژی داده و آنها را به طور موثری در سرتاسر نانولوله می‌رانند (یک جریان الکتریکی ایجاد می‌کنند). این پدیده در نانولوله‌های کربنی مشاهده می‌شود زیرا ظرفیت گرمایی کم آن منجر به یک سیستم بازخورد می‌شود که در آن گرمای جاری‌شده در نانولوله، سوخت بیشتری مشتعل می‌کند و سرعت واکنش شیمیایی را افزایش می‌دهد. پالس‌های الکتریکی منتج می‌توانند منجر به یک توان ویژه به بزرگی 7‌ کیلووات بر کیلوگرم شوند. این توان ده ‌برابر توان تولید‌شده در باتری‌های لیتیوم استاندارد است.
این توان بسیار بالا می‌تواند این امکان را فراهم کند که این مواد بعنوان افزاره‌های ذخیره‌ی سازگار با محیط‌زیست، که در آنها مواد سمی از قبیل لیتیوم، کادمیوم و سرب به‌کار برده نمی‌شود، استفاده شوند.
یو- مینگ لین، یک متخصص فناوری در مرکز تحقیقاتی واتسون IBM، می‌گوید که این چگالی بالای انرژی شرح‌ داده‌شده بسیار هیجان‌آور است و ممکن است که در فناوری ذخیره‌ی انرژی انقلابی ایجاد کند.
این محققان نتایج خود را در مجله‌ی Nature Materials منتشر کرده‌اند.






منبع : nano.ir

استفاده از نانوسوزن‌های تیره برای سطوح ضد انعکاس

محققان آمریکایی موفق شدند آرایه‌‌ای از نانوسوزن‌های ژرمانیوم را روی سطح انعطاف‌‌پذیر رشد دهند. از این سطوح می‌توان در ساخت پوشش‌های ضد انعکاس و ادوات شناساگرهای نوری و فتوولتائیک استفاده كرد.

نانوسوزن‌های فلز ژرمانیوم دارای نوک‌های خیلی تیزی به عرض 2 نانومتر هستند که نور را به‌‌شدت جذب می‌کنند؛ این در حالی است كه نور حتی اگر زاویه‌ای فوق‌‌العاده بالا هم به نانوساختارها تابیده شود، به‌‌سختی می‌تواند از سطح نانوساختارها منعکس شود.


7222
سمت راست: نانوذره پلاتینیوم عریان؛ سمت چپ: ذره پوشیده شده با CO. علی جاوی (از دانشگاه کالیفرنیا) در مطالعات خود دریافت که کاتالیست‌های نانوذرات نیکل در فرایند CVD، می‌تواند در رشد آرایه‌های نانوسوزنی متراکم ژرمانیوم با نوک تیز و سطح مقطع عریض مؤثر باشند. این نانوسوزن‌ها می‌توانند روی سطوح منعطف مانند پلاستیک و لاستیک رشد یابند. این در حالی است که کاتالیست‌های نانوذرات طلا منجر به تولید نانوساختارهای ژرمانیوم با قطری بیشتر و خواص جذب نوری فوق‌‌العاده کمتری می‌شوند.

خواص نوری نانوسیم‌ها ساخته‌‌شده به این روش به‌‌راحتی قابل کنترل است؛ در حالی که در مورد ساختار سوزن‌هایی که به روش‌های دیگر تولید می‌شوند، این امکان وجود ندارد. ساختارهای سوزنی ژرمانیوم تیره‌‌رنگند، زیرا می‌توانند تمام طول موج‌های نور مرئی را که به سمت آنها می‌آیند، جذب می‌کنند.


این گروه تحقیقاتی که در آزمایشگاه ملی لورنس در برکلی مشغول فعالیت هستند، معتقدند كه از ساختارهای سوزنی‌‌شکلی که ساخته‌اند، می‌توان به‌‌عنوان مواد جاذب در شناساگرهای نوری و فتوولتائیک استفاده كرد. نکته‌ی جالب توجه این است که این نانوسوزن‌ها با ضخامت 2 میکرومتر قادرند 100 درصد نور تابیده‌‌شده را جذب کنند، حتی اگر زاویه‌ی تابش بیش از 75 درجه باشد.


دانشمندان در حال جستجو برای یافتن راه‌های جدیدی برای جفت کردن این ماده جاذب جدید با دستگاه‌های دیگر هستند.




منبع : nano.ir

نخ‌هایی برای بافتن لباس‌های رسانا

تیشرت‌هایی را در نظر بگیرید که ضربان قلب را رصد می‌کنند، عرق بدن را آنالیز کرده، بدن را در هوای گرم، خنک نگه می‌دارند. بالش‌هایی را تصور کنید که امواج مغزی را مونیتور می‌کند، لباس‌های که انرژی خورشید را گرفته و آیپاد شما را شارژ می‌کند. این‌ها داستان علمی تخیلی نیستند بلکه نخ‌های سال 2010 این ویژگی‌ها را دارند.


پژوهشگران موفق به توسعهی نخی شدند که همانند یک سیم، رسانای جریان الکتریسیته است؛ این نخ سبکی خود را حفظ کرده و می‌توان از آن در بافت لباس‌های گوناگون استفاده کرد. این فناوری بسیار ساده است، به طوری که هر گره در منسوجات بافتهشده از این الیاف، می‌تواند یک مدار الکترونیکی کامل باشد. لباسی با قابلیت تبدیل نور خورشید به الکتریسیته با این فناوری، در جشنوارهی لباسی در دانشگاه کرنل روز 13 مارس 2010 به نمایش درآمد.


برای ساخت این الیاف، دانشمندان دانشگاه کرنل نانوذرات را روی الیاف نشست دادند، به شکلی که الیاف انعطافپذیری و سبکی اولیهی خود را حفظ می‌کنند؛ اما رسانای الکتریکی می‌گردند. پیش از این کار مشابهی انجام شده بود که در آن الیاف ایجادشده سفت و سنگین بودند، اما محصول این پروژهی جدید کاملاً قابل بافتن است. پس از تهیهی این الیاف رسانا، به جای سیم برای انتقال الکتریسیتهی موجود در لباس‌های مجهز به پیل‌های خورشیدی از آنها استفاده می‌شود.


یکی از محققان این
پروژه می‌گوید که با الهام از این فناوری می‌توان لباس‌هایی را تولید و روانه بازار کرد که مجهز به کابل USB اند و می‌توان MP3 پلیرها و تلفن‌های هوشمند را با آن شارژ کرد

استفاده از مواد گرافنی در تولید نمایشگرهای ارزان

پژوهشگران با استفاده از مواد جدید گرافنی موفق به تولید قطعات مورد استفاده در لامپ‌ها شدند که علاوه بر ارزانی، کاملاً قابل بازیابی است.

اخیراً دیودهای نوری آلی موسوم به OLED ـ که بسیار کوچک بوده و انرژی کمی هم مصرف می‌کنند ـ به‌صورت تجاری در تلفن‌های همراه، تلویزیون‌های نازک و دوربین‌ها مورد استفاده قرار گرفته‌اند. OLEDها از پلاستیک‌های تولید‌کننده‌ی نور تشکیل شده‌اند که در میان دو الکترود شفاف بسیار گران‌قیمت از جنس آلیاژ فلز ایندیوم و اکسید قلع قرار گرفته‌است. مشکل این OLEDها قیمت بالای فلز ایندیوم و فرایند پیچیده‌ی بازیافت آن است.


برای حل این مشکل دانشمندان آمریکایی به همراه هم‌تایان سوئدی خود، پیل‌های الکتروشیمیایی آلی منتشر‌کننده‌ی نور و LEC را به‌عنوان جایگزینی مناسب برای OLED ارائه کرده‌اند که بسیار ارزان بوده و در آن از مواد گرافنی استفاده شده‌است. از آنجا که در این سیستم به جای فلز ایندیوم از گرافن استفاده شده، فرایند بازیافت بسیار ساده بوده و در نتیجه محصولی کاملاً مناسب برای محیط زیست خواهد بود.


از آنجا که قطعات مورد استفاده در LEC از فاز محلول قابل دستیابی است، می‌توان LEC را از فرایند Roll-to-roll (فرایندی رایج در تولید قطعات الکترونیکی که در آن از ورقه‌های پلاستیکی استفاده می‌شود) تولید کرد. این پروژه مسیر ساخت نمایشگرهای مبتنی بر پلاستیک را هموار می‌کند. این مواد را می‌توان روی سطوح مختلف و سقف‌‌ها قرار داد.


15 سال است که دانشمندان در سراسر دنیا به دنبال جایگزینی برای فلز ایندیوم هستند.

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :