Een natuurkundeprofessor van de Universiteit van Texas in Arlington heeft geholpen bij het creëren van een hybride nanomateriaal dat kan worden gebruikt om licht en thermische energie om te zetten in elektrische stroom. overtreft eerdere methoden die gebruik maakten van licht of thermische energie, maar niet allebei.

Werken met Louisiana Tech University assistent-professor Long Que, UT Arlington universitair hoofddocent natuurkunde Wei Chen en afgestudeerde studenten Santana Bala Lakshmanan en Chang Yang synthetiseerden een combinatie van kopersulfide-nanodeeltjes en enkelwandige koolstofnanobuisjes.

Het team gebruikte het nanomateriaal om een ​​prototype thermo-elektrische generator te bouwen waarvan ze hopen dat deze uiteindelijk milliwatt aan vermogen kan produceren. In combinatie met microchips, de technologie kan worden gebruikt in apparaten zoals zelfvoedende sensoren, elektronische apparaten met laag vermogen en implanteerbare biomedische micro-apparaten, zei Chen.

"Als we zowel licht als warmte kunnen omzetten in elektriciteit, het potentieel voor energieproductie is enorm, "Zei Chen. "Door het aantal micro-apparaten op een chip te vergroten, deze technologie kan een nieuw en efficiënt platform bieden om de huidige zonneceltechnologie aan te vullen of zelfs te vervangen."

Bij laboratoriumtesten, de nieuwe dunne-filmstructuur vertoonde een toename met maar liefst 80 procent in lichtabsorptie in vergelijking met enkelwandige nanobuis-dunne-filmapparaten alleen, waardoor het een efficiëntere generator wordt.

Kopersulfide is ook minder duur en milieuvriendelijker dan de edele metalen die in soortgelijke hybriden worden gebruikt.

In oktober, het journaal Nanotechnologie publiceerde een paper over het werk genaamd "Optical thermal response of single-walled carbon nanotube-copper sulfide nanoparticle hybrid nanomaterials." In het, onderzoekers zeggen ook dat ze de thermische en optische schakeleffecten van het hybride nanomateriaal tot tien keer konden verbeteren door asymmetrische verlichting te gebruiken, in plaats van symmetrische verlichting.

Coauteurs op de Nanotechnologie papier van Louisiana Tech omvatten Yi-Hsuan Tseng, Yuan Hij en Que, alle van het Instituut voor Micromanufacturing van de school.

"Dr. Chen's onderzoek met nanomaterialen is een belangrijke vooruitgang met het potentieel voor verreikende toepassingen, zei Pamela Jansma, decaan van het UT Arlington College of Science. "Dit is het soort werk dat de waarde aantoont van een onderzoeksuniversiteit in Noord-Texas en daarbuiten."

Chen ontvangt momenteel financiering van het Amerikaanse ministerie van Defensie om zelfbelichtende fotodynamische therapie met nanodeeltjes te ontwikkelen voor gebruik tegen borst- en prostaatkanker. In 2010, hij was de eerste die resultaten publiceerde in het tijdschrift Nanomedicine die aantoonden dat nabij-infrarood licht kan worden gebruikt om kopersulfide-nanodeeltjes te verwarmen voor fotothermische therapie bij de behandeling van kanker, die kankercellen vernietigt met hitte tussen 41 en 45 graden Celsius.

Volgende maand, de Tijdschrift voor biomedische nanotechnologie zal Chen's werk publiceren waarin gouden nanodeeltjes succesvol worden gekoppeld aan kopersulfide nanodeeltjes voor de fotothermische therapie. Een dergelijk materiaal zou minder duur en potentieel effectiever zijn dan het gebruik van alleen gouddeeltjes, zei Chen. Het nieuwe artikel heet "Lokaal veldversterkte Au/CuS-nanocomposieten als efficiënte fotothermische transducermiddelen voor de behandeling van kanker."