ภาพถ่ายในโหมดกลางคืนของคุณอาจคมชัดขึ้นมาก ต้องขอบคุณอุปกรณ์ใหม่ที่ใช้ประโยชน์จากกลศาสตร์ควอนตัมเพื่อดูดซับโฟตอนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น รู้จักกันในชื่อแบตเตอรี่ควอนตัม อุปกรณ์นี้เก็บพลังงานของโฟตอนที่ถูกดูดซับไว้และสามารถชาร์จได้ด้วยการส่องแสงไปที่มัน ข่าวดีไม่ใช่แค่สำหรับการถ่ายภาพด้วย iPhone ในสภาวะแสงน้อยเท่านั้น แต่ยังรวมถึงแผงโซลาร์เซลล์ด้วย
ซึ่งอาจใช้เทคโนโลยี
ที่คล้ายคลึงกันในการจับภาพ พลังงานของดวงอาทิตย์เร็วขึ้นมากในสื่อทั่วไปสำหรับเก็บพลังงาน เช่น แบตเตอรี่รถยนต์ เวลาในการชาร์จแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนของขนาดของแบตเตอรี่ อย่างไรก็ตาม ผลกระทบเชิงกลเชิงควอนตัมทำให้สามารถสร้างระบบที่มีความสามารถในการดูดซับพลังงานที่เพิ่มขึ้น
อย่างมากเมื่อมีขนาดใหญ่ขึ้น สิ่งนี้เรียกว่าการดูดซับยิ่งยวด และทำให้นักวิจัยสามารถสร้างแบตเตอรี่ที่ชาร์จเร็วขึ้นเมื่อขนาดของแบตเตอรี่เพิ่มขึ้น ซึ่งค่อนข้างสวนทางกับธรรมชาติจับภาพแสงระหว่างกระจกในการศึกษาล่าสุดซึ่งอธิบายไว้ใและเพื่อนร่วมงานที่มหาวิทยาลัยแอดิเลด ประเทศออสเตรเลีย
และศูนย์วิจัยแห่งชาติ (CNR), อิตาลี; และมหาวิทยาลัยในสหราชอาณาจักรได้สร้างแบตเตอรี่ควอนตัมจากโมเลกุลของสีย้อมออร์แกนิก ซึ่งเป็นเครื่องหมายการค้า โมเลกุลของสีย้อมประเภทนี้สามารถจำลองเป็นระบบสองระดับที่มีประสิทธิภาพ ซึ่งโมเลกุลมักจะอยู่ในสถานะใด
สถานะหนึ่งจากสองสถานะ: สถานะพื้นที่มีพลังงานน้อยที่สุด หรือสถานะตื่นเต้นที่มีพลังงานสูงกว่า ถ้าแสงเลเซอร์ยิงไปที่ความยาวคลื่นที่เหมาะสม มันอาจดูดซับโฟตอนและข้ามไปยังสถานะตื่นเต้นเพื่อให้แน่ใจว่าโมเลกุลของสีย้อมเหล่านี้ดูดซับโฟตอนได้อย่างมีประสิทธิภาพ นักวิจัยจึงแขวนโฟตอนไว้
ในเมทริกซ์ของโพลิเมอร์ที่ไม่ทำปฏิกิริยา และวางไว้ในช่องที่ประกอบด้วยกระจกสองบาน เนื่องจากกระจกในชีวิตประจำวัน (ซึ่งเป็นเพียงแผ่นกระจกที่เคลือบด้วยโลหะสะท้อนแสง) ไม่สะท้อนแสงมากพอที่จะทำให้โฟตอนติดอยู่ในโพรง ทีมงานจึงใช้วัสดุไดอิเล็กทริกสลับชั้นเพื่อสร้างอุปกรณ์
ที่เรียกว่า
ตัวสะท้อนแสงแบรกก์เมื่อลำแสงเลเซอร์ส่องเข้าไปในโพรงที่มีการสะท้อนแสงสูงนี้ โมเลกุลของสีย้อมจะดูดซับโฟตอนและกระโดดไปสู่สถานะที่ตื่นเต้น ปริมาณพลังงานที่พวกมันดูดซับสามารถประเมินได้โดยการส่งลำแสงโพรบและตรวจสอบดูว่าได้รับพลังงานสะท้อนมากน้อยเพียงใด เมื่อตื่นเต้นแล้ว
โมเลกุลจะไม่สามารถดูดซับโฟตอนได้อีก ดังนั้นพวกมันจึงสะท้อนกลับ ดังนั้น การวัดความเข้มของแสงสะท้อนจะบอกให้คุณทราบว่ามีโมเลกุลของสีย้อมกี่ตัวที่ถูกกระตุ้น และพลังงานที่แบตเตอรี่สีย้อมดูดซับไปมากเพียงใด ความเข้มข้นที่เหมาะสมในการวัดอัตราการชาร์จของแบตเตอรี่
กลุ่มต้องพัฒนาเทคนิคการวัดที่เร็วเป็นพิเศษเพื่อชาร์จและตรวจสอบโพรงอย่างต่อเนื่องอย่างรวดเร็ว โดยใช้เวลาเพียง 10 –14วินาที นักวิจัยยังได้วัดคุณสมบัติการดูดซับของสีย้อมที่มีความเข้มข้นต่างกันในขณะที่รักษาพลังงานการชาร์จให้คงที่ เวลาที่ต้องใช้ในการชาร์จโพรงลดลงเมื่อความเข้มข้น
ของสีย้อมเพิ่มขึ้น หมายความว่าจะใช้เวลาน้อยกว่าในการชาร์จNโมเลกุลในหนึ่งไมโครคาวิตี้ มากกว่าที่จะชาร์จNไมโครคาวิตี้ที่มีหนึ่งโมเลกุลต่อหนึ่งโมเลกุล ปรากฏการณ์นี้ – ลายเซ็นของการดูดซับยิ่งยวด – เกิดขึ้นเนื่องจากการพัวพันควอนตัมที่ใช้ร่วมกันระหว่างโมเลกุลของสีย้อมทำให้พวกมันดักจับโฟตอน
ได้ดีกว่าโมเลกุลด้วยตัวมันเองจากผลลัพธ์นี้ บางคนอาจสงสัยว่าจะเป็นไปได้หรือไม่ที่จะสร้างแบตเตอรี่ที่ชาร์จทันทีโดยการเพิ่มความเข้มข้นของสีย้อมให้สูงขึ้นโดยพลการ น่าเสียดายที่วิธีที่โมเลกุลมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันและการเปลี่ยนแปลงของแสงที่ความเข้มข้นสูงมาก ผลักแบตเตอรี่
ออกจากการดูดซับยิ่งยวด ข้อเสียอีกประการหนึ่งคือเนื่องจากโมเลกุลของสีย้อมดูดซับพลังงานได้เร็วกว่า พวกมันจึงปลดปล่อยพลังงานออกมาเร็วขึ้นด้วย แม้ว่าการคายประจุอย่างรวดเร็วอาจเป็นที่ต้องการสำหรับการใช้งานบางอย่าง เช่น การชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า แต่ก็ไม่ดีสำหรับแบตเตอรี่
ซึ่งในทางอุดมคติแล้ว ควรเก็บพลังงานไว้เป็นเวลานานโดยไม่สูญเสียไปในกรณีพิเศษนี้ เสียงรบกวนเข้ามาช่วย หากเสียงรบกวนในอุปกรณ์เหมาะสม วงจรการดูดซับและการกระจายตัวอาจหยุดชะงักได้เนื่องจากโมเลกุลของสีย้อมที่กระตุ้นจะนำไปสู่สิ่งที่เรียกว่า “โหมดมืด” ซึ่งการปล่อยโฟตอนจะ
ถูกระงับอย่างมาก
โพรงในกล้องแม้ว่าโมเลกุลของสีย้อมในการทดลองนี้จะดูดซับพลังงานได้ดี และคุณสามารถเก็บพลังงานได้เล็กน้อยในโพรง แบตเตอรี่ที่มีประโยชน์จะต้องสามารถดึงพลังงานออกจากโพรงได้ก่อนที่จะจ่ายไฟได้ ตัวอย่างเช่น โทรศัพท์มือถือหรือสมาร์ทวอทช์ หรือส่งพลังงานไปยังตำแหน่งที่สามารถเก็บไว้
ได้ในระยะยาว ในการทำเช่นนี้ ทีมงานจะต้องเพิ่มส่วนประกอบเพิ่มเติมลงในโพรงที่สามารถขนส่งสารกระตุ้นสีย้อมออกไปภายนอกได้ ในรูปของกระแสไฟฟ้า “ในขณะนี้ อุปกรณ์พิสูจน์หลักการที่เราสร้างขึ้นยังมีขนาดเล็กมาก และการชาร์จจะเกิดขึ้นเมื่อมีแสงสว่าง ดังนั้น การใช้งานทันทีจึงจำเป็นต้องทำงาน
การประยุกต์ใช้แบตเตอรี่ควอนตัมแบบโพรงในระยะสั้นอย่างหนึ่งคือการปรับปรุงการจับพลังงานที่มีแสงน้อยในเซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้ในเซลล์แสงอาทิตย์และกล้อง อย่างไรก็ตาม ยังมีงานต้องทำอีกมากก่อนที่
เราจะสามารถใช้การดูดซับยิ่งยวดนอกห้องปฏิบัติการได้อย่างน่าเชื่อถือ ตัวอย่างเช่น เซลล์แสงอาทิตย์
และกล้องถ่ายรูปในปัจจุบันสามารถกักเก็บพลังงานในช่วงความยาวคลื่นต่างๆ ได้ แต่แบตเตอรี่ควอนตัมที่แสดงให้เห็นในการทดลองนี้สามารถดูดซับแสงได้ที่ความถี่เฉพาะเท่านั้น กล่าวว่าเขาและเพื่อนร่วมงานมองโลกในแง่ดีว่าพวกเขาสามารถขยายขนาดระบบได้ และพวกเขากำลังมองหาวิธีการจัดเก็บและถ่ายโอนพลังงาน โดยมีเป้าหมายในการผลิตอุปกรณ์ที่สามารถรวมเข้ากับเทคโนโลยี
credit: BipolarDisorderTreatmentsBlog.com silesungbatu.com ibd-treatment-blog.com themchk.com BlogPipeAndRow.com InfoTwitter.com rooneyimports.com oeneoclosuresusa.com CheapOakleyClearanceSale.com 997749a.com
