Et yderligere kig på UbiQD's Quantum Dot Technology for Agriculture, Solar and Beyond – Inside Quantum Technology

I 2023 den Nobelprisen i kemi blev tildelt flere videnskabsmænd for opdagelsen og udviklingen af ​​kvanteprikken. Disse forsvindende små partikler, omkring 10,000 gange mindre end bredden af ​​et menneskehår, er kendt for deres høje effektivitet og afstembare fotoluminescens (PL), der tilbyder et spektrum af lysemission på tværs af forskellige farver. Det unikke ved kvanteprikker ligger i deres løglignende struktur, med flere lag, der beskytter kernematerialet og deres overflade dækket af organiske molekyle 'hår'.

Mens kvanteprikker oftest ses i højopløselige digitale skærme, er virksomheder som Los Alamos-baserede UbiQD (udtales "ubiquity") er på forkant med at udnytte de bemærkelsesværdige egenskaber ved kvanteprikker (QD'er) i Landbrug , solenergi.

"Kvanteprikker giver os mulighed for at skabe en ny produktkategori i landbruget ved hjælp af fluorescens," forklarede UbiQDs CEO og grundlægger Dr. Jæger McDaniel til Inde i Quantum Technology.

Et centralt aspekt af UbiQD's tilgang er præcisionen i at justere størrelsen og sammensætningen af ​​disse kvanteprikker. Dette opnås ved omhyggeligt at justere fremstillingsbetingelserne, hvilket muliggør et skift i absorptionsstart og PL-spektrum på tværs af bølgelængder. UbiQD har især specialiseret sig i CIS (kobber, indium, sulfid) kvanteprikker, der udnytter deres størrelse og tunerbarhed til at erstatte traditionelle fluorescerende farvestoffer eller doterede phosphorstoffer.

"Farvestoffer er traditionelt ustabile," uddybede McDaniel. "Ofte forekommer falmning, og så mange film, der bruges i landbrugsmiljøer som drivhuse, skal bruge ultraviolette (UV) stabilisatorer for at undgå destabilisering."

Kvanteprikker i landbruget

I øjeblikket koncentrerer UbiQD sig om at fremme quantum dot-applikationer til bæredygtigt landbrug og ren energi, især optimering af sollys i drivhuse og forbedring af solcellemodulets effektivitet. I landbruget er UbiQDs kvanteprikker konstrueret til integration i drivhusbelægninger, hvilket maksimerer fordelene ved naturligt lys til plantevækst for at øge afgrødeudbyttet og kvaliteten. UbiQD er også banebrydende i udviklingen af ​​kvanteprikker for at forbedre solpanelets effektivitet, med det formål at revolutionere solenergifangst. Ud over disse applikationer udforsker UbiQD anvendelsen af ​​deres teknologi til solcellevinduer og sikkerhedsblæk, og tilbyder løsninger til smarte bygningsdesign og foranstaltninger til bekæmpelse af forfalskning

"Dette design har et stort potentiale," tilføjede McDaniel. "Med forskellige justerbare lysindstillinger kan du faktisk ændre sammensætningen af ​​din afgrøde, såsom at få den til at have mere sukkerindhold eller farve."

Men før McDaniel og UbiQD-teamet beslutter sig for at forfølge flere farver af deres quantum dot-produkter (som kan producere disse effekter), er de mere fokuserede på at gøre teknologien så overkommelig som muligt.

Fordi kvanteprikker kan bruges til forskellige applikationer, er deres overkommelighed nøglen til at trænge ind på forskellige markeder. UbiQD har udviklet en patenteret, skalerbar proces til at skabe kvanteprikker, der er afhængig af termodynamik frem for kompleks teknik, hvilket gør dets produkter mere tilgængelige. UbiQD fungerer som materialeproducent og teknologikilde, der direkte sælger kvanteprikker og film gennem distributører. De forestiller sig en langsigtet B2B-model, der udnytter eksisterende markedskanaler.

"Vores mål er at gøre vores produkt så bredt tilgængeligt som muligt med så mange forskellige afgrødeapplikationer som muligt," tilføjede McDaniel. "For at gøre dette skalerer vi vores fremstillingsproces og gør vores kvanteprikfilm lettere integreret i den nuværende landbrugsinfrastruktur."

Fordi de fleste landbrugsfaciliteter på verdensplan (især nær ækvator) bruger plastfilm draperet over metaldrivhusrammer, håber UbiQD-teamet at erstatte disse normale plastikplader med deres kvanteprikker.

"Nu har du et tag, der kan øge din afgrødeproduktion, hvilket for landmænd betyder bredere fortjenstmargener," sagde McDaniel.

UbiGro Cover, et af virksomhedens nyeste produkter under deres børnemærke UbiGro, blev for nylig udgivet i midten af ​​november som en drivhusdækselfilm, der kan forbedre fotosyntesen gennem afstembar fluorescens. Den første linje af dette produkt sendes til avlere over hele verden i marts.

Som McDaniel forklarede, er UbiGro omtrent seks gange billigere end et tidligere design, hvor hver kvadratfod koster 50 cent. Mens UbiGro kun kommer i én farve, planlægger McDaniel at udvide til andre farver rettet mod forskellige afgrøder.

Kvanteprikkernes udstråling

Kvanteprikkernes glans stammer fra deres effektivitet i at konvertere absorberet lys til udsendt lys. UbiQD udnytter præcisionsproceskontrol og beskyttende skaller for at opnå næsten enheds kvanteudbytte (udsender næsten 100 % af lyset, når de absorberer) og stabilitet, selv i udfordrende eksterne miljøer. Denne høje effektivitet spænder fra det synlige til det nær-infrarøde (NIR) område.

McDaniel og hans team bruger kvanteprikkernes evne til at absorbere lys til at udvikle solenergi-fokuserede produkter, herunder solcellevinduer.

"Vi ser kvanteprikker som en lynchpin til nye markeder," tilføjede McDaniel. "Solenergi er et af disse markeder. Vi har set kvanteprikker være i stand til at forbedre nuværende solprodukter, muligvis endda ti gange så meget."

Fokus på sikkerhed

Udover at skabe et mere strålende og justerbart produkt, arbejder UbiQD også på at gøre sin fremstillingsproces mere sikker. Traditionel kvantepunktsyntese involverer ofte farlige materialer som cadmium, bly eller fosfiner. I modsætning hertil fokuserer UbiQD på sikrere kvanteprikker lavet af hverdagsmaterialer som kobber, zink og svovl og har eksklusive licenser til disse prikker fra prestigefyldte institutioner som MIT og Los Alamos National Lab.

En lys fremtid for UbiQD

Når man ser på fremtiden, kan UbiQDs teknologi revolutionere adskillige andre sektorer. De unikke egenskaber ved deres kvanteprikker kan finde anvendelse inden for medicinsk billeddannelse, hvor deres justerbare fluorescens kan hjælpe med præcis diagnostik. Inden for elektronik kan disse kvanteprikker forbedre farven og effektiviteten af ​​skærme i enheder som smartphones og tv'er. Ydermere gør de miljømæssige og sikkerhedsmæssige fordele ved UbiQD's kvanteprikker dem ideelle til bæredygtige udviklingsinitiativer, hvilket potentielt kan bidrage til renere og mere effektive energiløsninger verden over. Med deres innovative tilgang til quantum dot-teknologi er UbiQD klar til at påvirke forskellige industrier ved at udnytte kraften i disse små partikler til at skabe betydelige fremskridt.

Kenna Hughes-Castleberry er administrerende redaktør hos Inside Quantum Technology og Science Communicator på JILA (et partnerskab mellem University of Colorado Boulder og NIST). Hendes skrivebeats inkluderer deep tech, quantum computing og AI. Hendes arbejde har været omtalt i Scientific American, Discover Magazine, New Scientist, Ars Technica og mere.

Kategorier: fotonik, quantum computing, forskning

tags: Landbrug, kvantepunkter, solenergi, UbiQD

• SEO Powered Content & PR Distribution. Bliv forstærket i dag.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrk dig selv. Adgang her.
• PlatoAiStream. Web3 intelligens. Viden forstærket. Adgang her.
• PlatoESG. Kulstof, CleanTech, Energi, Miljø, Solenergi, Affaldshåndtering. Adgang her.
• PlatoHealth. Bioteknologiske og kliniske forsøgs intelligens. Adgang her.
• Kilde: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/a-further-look-at-ubiqds-quantum-dot-technology-for-agriculture-solar-and-beyond/