Nobian litu - dzięki niemu łatwiej zobaczymy w ciemnościach

niobian litu badania

Niobian litu w postaci połączonej z dwutlenkiem krzemu folii potrafi przekształcić światło podczerwone w światło widzialne lepiej niż dotychczas dostępne materiały, potencjalnie umożliwiając łatwe widzenie w ciemności – dowodzą badania przeprowadzone przez naukowców z Australii.

Co potrafi niobian litu

Niobian litu – co wykazały eksperymenty – może przekształcać obrazy o wysokiej rozdzielczości ze światła podczerwonego o długości fali 1550 nanometrów na światło widzialne o długości fali 550 nanometrów (zielone).

O badaniach przeprowadzonych przez Laurę Valencię z Australian National University w Canberze napisało naukowe czasopismo „Advanced Materials”. Czytamy, że poszukiwania jak najlżejszych i jak najbardziej wydajnych materiałów, które pozwalałyby przekształcić niewidzialne dla człowieka promieniowanie podczerwone w światło widzialne trwają od lat. Dotychczas dostępne gogle termowizyjne są wciąż zbyt ciężkie i nieporęczne. Do niedawna za najbardziej obiecujący uchodził arsenek galu.

Teraz Laura Valencia Molina z Australian National University w Canberze wraz ze współpracownikami odkryła, że folia wykonana z niobianu litu oraz dwutlenku krzemu ma dużo lepsze parametry. Dzięki nowemu materiałowi oraz ulepszonej konstrukcji udało się uzyskać 10 razy wyższą konwersję podczerwieni na światło widzialne w porównaniu z warstwą arsenku galu.

W przypadku typowych gogli noktowizyjnych fotony światłą podczerwonego przechodząc przez soczewkę i urządzenie zwane fotokatodą wyzwalają naładowane ujemnie elektrony. Elektrony te wytwarzają następnie fotony światła widzialnego, przechodząc przez ekran pokryty luminoforem. Cały proces wymaga chłodzenia kriogenicznego, aby zapobiec zniekształceniu obrazu.

W przypadku folii z niobianu litu poddawana jest ona działaniu światła podczerwonego emitowanego przez obiekt, który jest jednocześnie oświetlony światłem lasera. Dochodzi do połączenia światła podczerwonego i laserowego; to drugie zwiększa częstotliwość tego pierwszego, przekształcając je w światło widzialne.

Zdaniem autorów badań w przyszłości warstwa niobianu litu i dwutlenku krzemu nałożona na zwykłe okulary mogłaby poprawić widzenie w nocy. Jako źródło światła laserowego można byłoby wykorzystać nanolasery umieszczone na warstwie niobianu litu. Być może wystarczyłoby nałożenie takiej warstwy na zwykle okulary. Dzięki małej masie sprzętu możliwe byłoby również wyposażenie nawet bardzo małych dronów w możliwość obserwacji w ciemności.

Noblowskie odkrycia z dziedziny chemii

.Praca australijskich naukowców udowadniająca, jakie niezwykłe właściwości ma niobian litu być może nie zasłuży od razu na Nobla, ale przywodzi na myśl inne ciekawe odkrycia z dziedziny chemii, które tę nagrodę otrzymały. W 2023 r. nagroda ta powędrowała do trójki naukowców za odkrycie i rozwój tzw. kropek kwantowych – o czym pisaliśmy na bieżąco na łamach „Wszystko co Najważniejsze”.

Kropki kwantowe to nanocząsteczki o unikalnych właściwościach. Potrafią świecić bardzo jasno i bardzo wydajnie w kolorze zależnym od ich rozmiarów (duże świecą na czerwono, małe na niebiesko). Znalazły zastosowanie zarówno w ekranach telewizyjnych i lampach LED, jak i w badaniach naukowych czy diagnostyce medycznej. Pomagają na przykład chirurgom w precyzyjnym usuwaniu tkanek nowotworowych.

Jak uczy nas klasyczna chemia, właściwości pierwiastka zależą od liczby posiadanych przez niego elektronów. Jednak gdy materia kurczy się do nanowymiarów, pojawiają się zjawiska kwantowe, które zależą od rozmiaru obiektu. W uzasadnieniu Komitet Noblowski pisał, że badania badaczy, którzy otrzymali nobel z chemii przynoszą „wielkie korzyści ludzkości”. Kropki kwantowe rozświetlają obecnie ekrany komputerów i telewizorów opartych na technologii QLED. Biochemicy i lekarze wykorzystują je w mapowaniu tkanek biologicznych – pozwalają śledzić zachodzące tam procesy. Naukowcy uważają, że w przyszłości mogą przyczynić się do powstania elastycznej elektroniki, maleńkich czujników, cieńszych ogniw słonecznych i szyfrowanej komunikacji kwantowej.

PAP/Paweł Wernicki/WszystkocoNajważniejsze/ad

Materiał chroniony prawem autorskim. Dalsze rozpowszechnianie wyłącznie za zgodą wydawcy. 9 czerwca 2024