Tinjauan Lebih Lanjut Teknologi Quantum Dot UbiQD untuk Pertanian, Tenaga Surya, dan Lainnya – Di Dalam Teknologi Quantum

Dalam 2023, yang Hadiah Nobel dalam Kimia diberikan kepada beberapa ilmuwan atas penemuan dan pengembangan titik kuantum. Partikel-partikel yang semakin kecil ini, sekitar 10,000 kali lebih kecil dari lebar rambut manusia, dikenal karena efisiensinya yang tinggi dan photoluminescence (PL) yang dapat disetel, sehingga menawarkan spektrum emisi cahaya dalam berbagai warna. Keunikan titik-titik kuantum terletak pada strukturnya yang mirip bawang, dengan banyak lapisan yang melindungi bahan inti dan permukaannya ditutupi 'rambut' molekul organik.

Meskipun titik kuantum paling sering terlihat pada tampilan digital resolusi tinggi, perusahaan seperti yang berbasis di Los Alamos UbiQD (diucapkan “ubiquity”) berada di garis depan dalam memanfaatkan sifat luar biasa dari titik-titik kuantum (QDs) dalam pertanian dan energi matahari.

“Titik kuantum memungkinkan kami membuat kategori produk baru di bidang pertanian menggunakan fluoresensi,” jelas CEO dan Pendiri UbiQD Dr. Pemburu McDaniel untuk Di dalam Teknologi Kuantum.

Aspek kunci dari pendekatan UbiQD adalah ketepatan dalam menyesuaikan ukuran dan komposisi titik-titik kuantum ini. Hal ini dicapai dengan menyesuaikan kondisi produksi secara cermat, sehingga memungkinkan terjadinya pergeseran permulaan penyerapan dan spektrum PL di seluruh panjang gelombang. Khususnya, UbiQD berspesialisasi dalam titik-titik kuantum CIS (tembaga, Indium, Sulfida), memanfaatkan ukuran dan kemampuan merdunya untuk menggantikan pewarna fluoresen tradisional atau fosfor yang didoping.

“Pewarna secara tradisional tidak stabil,” jelas McDaniel. “Seringkali terjadi pemudaran, dan begitu banyak film yang digunakan di lingkungan pertanian seperti rumah kaca harus menggunakan penstabil ultraviolet (UV) untuk menghindari destabilisasi.”

Titik Kuantum dalam Pertanian

Saat ini, UbiQD berkonsentrasi pada pengembangan aplikasi quantum dot untuk pertanian berkelanjutan dan energi bersih, khususnya mengoptimalkan sinar matahari di rumah kaca dan meningkatkan efisiensi modul surya. Di bidang pertanian, titik kuantum UbiQD dirancang untuk diintegrasikan ke dalam penutup rumah kaca, memaksimalkan manfaat cahaya alami bagi pertumbuhan tanaman guna meningkatkan hasil dan kualitas tanaman. UbiQD juga memelopori pengembangan titik kuantum untuk meningkatkan efisiensi panel surya, yang bertujuan untuk merevolusi penangkapan energi surya. Di luar aplikasi ini, UbiQD sedang menjajaki penerapan teknologi mereka untuk jendela surya dan tinta keamanan, menawarkan solusi untuk desain bangunan cerdas dan tindakan anti-pemalsuan.

“Desain ini memiliki banyak potensi,” tambah McDaniel. “Dengan pengaturan cahaya berbeda yang dapat disesuaikan, Anda sebenarnya dapat mengubah komposisi tanaman Anda, seperti menjadikannya lebih banyak kandungan gula atau warnanya.”

Namun sebelum McDaniel dan tim UbiQD memutuskan untuk menggunakan lebih banyak warna pada produk quantum dot mereka (yang dapat menghasilkan efek ini), mereka lebih fokus untuk membuat teknologi ini semurah mungkin.

Karena titik kuantum dapat digunakan untuk berbagai aplikasi, keterjangkauannya adalah kunci untuk menembus pasar yang berbeda. UbiQD telah mengembangkan proses yang dipatenkan dan dapat diskalakan untuk menciptakan titik-titik kuantum yang mengandalkan termodinamika daripada teknik rumit, sehingga produknya lebih mudah diakses. UbiQD beroperasi sebagai produsen material dan sumber teknologi, yang secara langsung menjual titik-titik kuantum dan film melalui distributor. Mereka membayangkan model B2B jangka panjang, memanfaatkan saluran pasar yang ada.

“Tujuan kami adalah membuat produk kami dapat diakses seluas mungkin dengan sebanyak mungkin aplikasi tanaman yang berbeda,” tambah McDaniel. “Untuk melakukan hal ini, kami meningkatkan proses produksi dan membuat film quantum dot kami lebih mudah diintegrasikan ke dalam infrastruktur pertanian saat ini.”

Karena sebagian besar fasilitas pertanian di seluruh dunia (khususnya di dekat khatulistiwa) menggunakan film plastik yang dibungkus dengan bingkai logam rumah kaca, tim UbiQD berharap dapat mengganti lembaran plastik biasa ini dengan produk quantum dot mereka.

“Sekarang Anda memiliki atap yang dapat meningkatkan produksi tanaman Anda, yang bagi petani berarti margin keuntungan yang lebih luas,” kata McDaniel.

UbiGro Cover, salah satu produk terbaru perusahaan di bawah merek anak mereka UbiGro, baru-baru ini dirilis pada pertengahan November sebagai film penutup rumah kaca, yang dapat meningkatkan fotosintesis melalui fluoresensi yang dapat disesuaikan. Lini pertama produk ini akan dikirimkan ke petani di seluruh dunia pada bulan Maret.

Seperti yang dijelaskan McDaniel, UbiGro kira-kira enam kali lebih murah dibandingkan desain sebelumnya, dengan setiap kaki persegi berharga 50 sen. Meskipun UbiGro hanya hadir dalam satu warna, McDaniel berencana memperluas ke warna lain yang ditargetkan untuk tanaman berbeda.

Pancaran Titik Kuantum

Kecemerlangan titik-titik kuantum berasal dari efisiensinya dalam mengubah cahaya yang diserap menjadi cahaya yang dipancarkan. UbiQD memanfaatkan kontrol proses yang presisi dan cangkang pelindung untuk mencapai hasil kuantum yang mendekati kesatuan (memancarkan hampir 100% cahaya saat menyerap) dan stabilitas, bahkan dalam lingkungan eksternal yang menantang. Efisiensi tinggi ini mencakup rentang cahaya tampak hingga inframerah dekat (NIR).

McDaniel dan timnya menggunakan kemampuan titik kuantum untuk menyerap cahaya untuk mengembangkan produk yang berfokus pada energi surya, termasuk jendela surya.

“Kami melihat titik kuantum sebagai kunci menuju pasar baru,” tambah McDaniel. “Energi surya adalah salah satu pasarnya. Kami telah melihat titik-titik kuantum mampu meningkatkan produk tenaga surya saat ini, bahkan mungkin sepuluh kali lipatnya.”

Fokus pada Keselamatan

Selain menciptakan produk yang lebih bersinar dan merdu, UbiQD juga berupaya membuat proses pembuatannya lebih aman. Sintesis titik kuantum tradisional sering kali melibatkan bahan berbahaya seperti kadmium, timbal, atau fosfin. Sebaliknya, UbiQD berfokus pada titik-titik kuantum yang lebih aman yang terbuat dari bahan sehari-hari seperti tembaga, seng, dan belerang, dan memegang lisensi eksklusif untuk titik-titik tersebut dari lembaga bergengsi seperti MIT dan Los Alamos National Lab.

Masa Depan Cerah untuk UbiQD

Melihat ke masa depan, teknologi UbiQD dapat merevolusi banyak sektor lainnya. Sifat unik dari titik-titik kuantumnya dapat diterapkan dalam pencitraan medis, di mana fluoresensinya yang dapat diatur dapat membantu diagnosis yang tepat. Dalam bidang elektronik, titik-titik kuantum ini dapat meningkatkan warna dan efisiensi tampilan pada perangkat seperti ponsel pintar dan TV. Selain itu, manfaat titik kuantum UbiQD terhadap lingkungan dan keselamatan menjadikannya ideal untuk inisiatif pembangunan berkelanjutan, yang berpotensi berkontribusi terhadap solusi energi yang lebih bersih dan efisien di seluruh dunia. Dengan pendekatan inovatif mereka terhadap teknologi quantum dot, UbiQD siap memberikan dampak pada berbagai industri, memanfaatkan kekuatan partikel kecil ini untuk menghasilkan kemajuan yang signifikan.

Kenna Hughes-Castleberry adalah Managing Editor di Inside Quantum Technology dan Science Communicator di JILA (kemitraan antara University of Colorado Boulder dan NIST). Karya tulisnya mencakup teknologi mendalam, komputasi kuantum, dan AI. Karyanya telah ditampilkan di Scientific American, Discover Magazine, New Scientist, Ars Technica, dan banyak lagi.

Kategori: Photonics, komputasi kuantum, penelitian

Tags: pertanian, titik kuantum, tenaga surya, UbiQD

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
• PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• PlatoESG. Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
• PlatoHealth. Kecerdasan Uji Coba Biotek dan Klinis. Akses Di Sini.
• Sumber: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/a-further-look-at-ubiqds-quantum-dot-technology-for-agriculture-solar-and-beyond/