מבט נוסף על טכנולוגיית ה-Quantum Dot של UbiQD לחקלאות, שמש ומעבר לכך - בתוך טכנולוגיית הקוונטים

ב 2023, פרס נובל לכימיה הוענק למספר מדענים על גילוי ופיתוח הנקודה הקוונטית. החלקיקים הקטנים ההולכים ונעלמים האלה, קטנים פי 10,000 מרוחב שערה אנושית, ידועים ביעילות הגבוהה שלהם ובפוטו-לומיננסנציה ניתנת לשינוי (PL), המציעים ספקטרום של פליטת אור על פני צבעים שונים. הייחודיות של נקודות קוונטיות טמונה במבנה דמוי הבצל שלהן, כאשר שכבות מרובות מגנות על חומר הליבה ועל פני השטח שלהן מכוסים ב'שערות' של מולקולה אורגנית.

בעוד שנקודות קוונטיות נראות לרוב בצגים דיגיטליים ברזולוציה גבוהה, חברות כמו לוס אלמוס UbiQD ב חקלאות ו אנרגיה סולארית.

"נקודות קוונטיות מאפשרות לנו ליצור קטגוריית מוצרים חדשה בחקלאות באמצעות פלואורסצנטי", הסביר מנכ"ל ומייסד UbiQD, ד"ר. האנטר מקדניאל ל בתוך טכנולוגיה קוונטית.

היבט מרכזי בגישה של UbiQD הוא הדיוק בכוונון הגודל וההרכב של הנקודות הקוונטיות הללו. זה מושג על ידי התאמה מדוקדקת של תנאי הייצור, המאפשרת שינוי בהתחלת הקליטה ובספקטרום PL על פני אורכי גל. יש לציין כי UbiQD מתמחה בנקודות קוונטיות של CIS (נחושת, אינדיום, סולפיד), תוך שימוש בגודלן וביכולתן להחליף צבעי פלורסנט מסורתיים או זרחנים מסוממים.

"צבעים אינם יציבים באופן מסורתי", פירט מקדניאל. "לעיתים קרובות מתרחשת דהייה, ולכן סרטים רבים המשמשים במסגרות חקלאיות כמו חממות צריכים להשתמש במייצב אולטרה סגול (UV) כדי למנוע ערעור יציבות."

נקודות קוונטיות בחקלאות

נכון לעכשיו, UbiQD מתרכזת בקידום יישומי נקודות קוונטיות לחקלאות בת קיימא ואנרגיה נקייה, במיוחד באופטימיזציה של אור השמש בחממות ושיפור יעילות המודול הסולארי. בחקלאות, הנקודות הקוונטיות של UbiQD מתוכננות לשילוב בכיסויי חממה, למקסום את היתרונות של אור טבעי לצמיחת צמחים כדי להגדיל את התפוקה והאיכות של היבול. UbiQD היא גם חלוצה בפיתוח של נקודות קוונטיות לשיפור יעילות הפאנלים הסולאריים, במטרה לחולל מהפכה בלכידת אנרגיה סולארית. מעבר ליישומים אלה, UbiQD בוחנת את היישום של הטכנולוגיה שלהם עבור חלונות סולאריים ודיו אבטחה, ומציעה פתרונות לתכנון בניינים חכמים ואמצעים נגד זיוף

"לעיצוב הזה יש הרבה פוטנציאל", הוסיף מקדניאל. "עם הגדרות אור ניתנות לכוונון שונות, אתה יכול למעשה לשנות את הרכב היבול שלך, כמו לגרום לו להיות עם יותר תכולת סוכר או צבע."

אבל לפני שמקדניאל וצוות UbiQD מחליטים לחפש יותר צבעים של מוצרי הנקודה הקוונטית שלהם (שיכולים לייצר את ההשפעות האלה), הם מתמקדים יותר בהפיכת הטכנולוגיה למשתלמת ככל האפשר.

מכיוון שניתן להשתמש בנקודות קוונטיות עבור יישומים שונים, סבירותן היא המפתח לחדירה לשווקים שונים. UbiQD פיתחה תהליך פטנט וניתן להרחבה ליצירת נקודות קוונטיות המסתמך על תרמודינמיקה ולא על הנדסה מורכבת, מה שהופך את מוצריה לנגישים יותר. UbiQD פועלת כיצרנית חומרים ומקור טכנולוגיה, ומוכרת ישירות נקודות קוונטיות וסרטים דרך מפיצים. הם מדמיינים מודל B2B לטווח ארוך, הממנף את ערוצי השוק הקיימים.

"המטרה שלנו היא להפוך את המוצר שלנו לנגיש ככל האפשר עם יישומי יבול שונים ככל האפשר", הוסיף מקדניאל. "כדי לעשות זאת אנו מגדילים את תהליך הייצור שלנו והופכים את סרטי הנקודות הקוונטים שלנו לשילוב קל יותר בתשתית החקלאית הנוכחית."

מכיוון שרוב מתקני החקלאות ברחבי העולם (במיוחד ליד קו המשווה) משתמשים בסרטי פלסטיק עטופים על מסגרות מתכת של חממה, צוות UbiQD מקווה להחליף את יריעות הפלסטיק הרגילות הללו במוצר הנקודות הקוונטי שלהם.

"עכשיו יש לך קורת גג שיכולה להגביר את ייצור היבול שלך, מה שאומר, עבור החקלאים, שולי רווח רחבים יותר", אמר מקדניאל.

UbiGro Cover, אחד מהמוצרים החדשים ביותר של החברה תחת מותג הילדים שלהם UbiGro, שוחרר לאחרונה באמצע נובמבר כסרט כיסוי חממה, שיכול לשפר את הפוטוסינתזה באמצעות הקרינה הניתנת לשינוי. הקו הראשון של מוצר זה יישלח למגדלים ברחבי העולם במרץ.

כפי שמקדניאל הסביר, UbiGro זול בערך פי שישה מעיצוב קודם, כאשר כל מטר מרובע עולה 50 סנט. בעוד UbiGro מגיע רק בצבע אחד, מקדניאל מתכננת להתרחב לצבעים אחרים המיועדים לגידולים שונים.

זוהר הנקודות הקוונטיות

הזוהר של נקודות קוונטיות נובע מהיעילות שלהן בהמרת אור נספג לאור הנפלט. UbiQD ממנפת בקרת תהליכים מדויקת וקונכיות הגנה כדי להשיג תשואות קוונטיות כמעט אחדות (פולטת כמעט 100% מהאור כשהן סופגות) ויציבות, אפילו בסביבות חיצוניות מאתגרות. יעילות גבוהה זו משתרעת מהטווח הנראה לטווח הקרוב לאינפרא אדום (NIR).

מקדניאל וצוותו משתמשים ביכולת של הנקודות הקוונטיות לקלוט אור כדי לפתח מוצרים ממוקדי אנרגיה סולארית, כולל חלונות סולאריים.

"אנחנו רואים בנקודות קוונטיות נקודת מוצא לשווקים חדשים", הוסיף מקדניאל. "אנרגיה סולארית היא אחד מהשווקים האלה. ראינו שנקודות קוונטיות מסוגלות לשפר את המוצרים הסולאריים הנוכחיים, אולי אפילו פי עשרה".

התמקדות בבטיחות

מלבד יצירת מוצר זוהר יותר וניתן לכוונון, UbiQD פועלת גם כדי להפוך את תהליך הייצור שלה לבטוח יותר. סינתזה מסורתית של נקודות קוונטיות מערבת חומרים מסוכנים כמו קדמיום, עופרת או פוספינים. לעומת זאת, UbiQD מתמקדת בנקודות קוונטיות בטוחות יותר העשויות מחומרים יומיומיים כמו נחושת, אבץ וגופרית, ומחזיקה ברישיונות בלעדיים עבור הנקודות הללו ממוסדות יוקרתיים כמו MIT ו-Los Alamos National Lab.

עתיד מזהיר עבור UbiQD

במבט לעתיד, הטכנולוגיה של UbiQD עשויה לחולל מהפכה במגזרים רבים אחרים. התכונות הייחודיות של הנקודות הקוונטיות שלהן יכולות למצוא יישומים בהדמיה רפואית, שבה הקרינה הניתנת לכוונון יכולה לסייע באבחון מדויק. באלקטרוניקה, הנקודות הקוונטיות הללו יכולות לשפר את הצבע והיעילות של צגים במכשירים כמו סמארטפונים וטלוויזיות. יתרה מזאת, היתרונות הסביבתיים והבטיחותיים של הנקודות הקוונטיות של UbiQD הופכות אותן לאידיאליות עבור יוזמות פיתוח בר קיימא, שעשויות לתרום לפתרונות אנרגיה נקיים ויעילים יותר ברחבי העולם. עם הגישה החדשנית שלהם לטכנולוגיית נקודות קוונטיות, UbiQD מוכנה להשפיע על תעשיות שונות, ולנצל את הכוח של החלקיקים הזעירים הללו כדי להביא להתקדמות משמעותית.

קנה יוז-קאסלברי היא העורכת המנהלת ב-Inside Quantum Technology ומתקשרת המדע ב-JILA (שותפות בין אוניברסיטת קולורדו בולדר ו-NIST). פעימות הכתיבה שלה כוללות טכנולוגיה עמוקה, מחשוב קוונטי ובינה מלאכותית. עבודתה הוצגה ב-Scientific American, Discover Magazine, New Scientist, Ars Technica ועוד.

קטגוריות: פוטוניקס, מחשוב קוונטי, מחקר

תגיות: חקלאות, נקודות קוונטיות, אנרגיה סולארית, UbiQD

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
• PlatoESG. פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
• PlatoHealth. מודיעין ביוטכנולוגיה וניסויים קליניים. גישה כאן.
• מקור: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/a-further-look-at-ubiqds-quantum-dot-technology-for-agriculture-solar-and-beyond/