En nærmere titt på UbiQDs Quantum Dot Technology for Agriculture, Solar and Beyond – Inside Quantum Technology

I 2023, den Nobelpris i kjemi ble tildelt flere forskere for oppdagelsen og utviklingen av kvanteprikken. Disse forsvinnende små partiklene, omtrent 10,000 XNUMX ganger mindre enn bredden til et menneskehår, er kjent for sin høye effektivitet og justerbare fotoluminescens (PL), og tilbyr et spekter av lysutslipp i forskjellige farger. Det unike med kvanteprikker ligger i deres løklignende struktur, med flere lag som skjermer kjernematerialet og overflaten dekket av organiske molekyl-"hår".

Mens kvanteprikker oftest sees i høyoppløselige digitale skjermer, er selskaper som Los Alamos-baserte UbiQD (uttales "ubiquity") er i forkant med å utnytte de bemerkelsesverdige egenskapene til kvanteprikker (QDs) i landbruk og solenergi.

"Kvanteprikker lar oss lage en ny produktkategori i landbruket ved å bruke fluorescens," forklarte UbiQDs administrerende direktør og grunnlegger Dr. Jeger McDaniel til Inne i kvanteteknologi.

Et sentralt aspekt ved UbiQDs tilnærming er presisjonen i å justere størrelsen og sammensetningen av disse kvanteprikkene. Dette oppnås ved å omhyggelig justere produksjonsforholdene, og tillate et skifte i absorpsjonsstart og PL-spektrum på tvers av bølgelengder. Spesielt spesialiserer UbiQD seg på CIS (kobber, indium, sulfid) kvanteprikker, og drar nytte av størrelsen og tilpasningsevnen for å erstatte tradisjonelle fluorescerende fargestoffer eller dopede fosforer.

"Fargestoffer er tradisjonelt ustabile," utdypet McDaniel. "Ofte forekommer falming, og så mange filmer som brukes i landbruksmiljøer som drivhus må bruke ultrafiolette (UV) stabilisatorer for å unngå destabilisering."

Kvanteprikker i landbruket

For tiden konsentrerer UbiQD seg om å fremme quantum dot-applikasjoner for bærekraftig landbruk og ren energi, spesielt optimalisering av sollys i drivhus og forbedre solcellemodulens effektivitet. I landbruket er UbiQDs kvanteprikker konstruert for integrering i drivhusbelegg, og maksimerer fordelene med naturlig lys for plantevekst for å øke avlingens utbytte og kvalitet. UbiQD er også banebrytende i utviklingen av kvanteprikker for å forbedre solcellepanelets effektivitet, med sikte på å revolusjonere solenergifangst. Utover disse applikasjonene, utforsker UbiQD anvendelsen av teknologien deres for solcellevinduer og sikkerhetsblekk, og tilbyr løsninger for smarte bygningsdesign og tiltak mot forfalskning

"Denne designen har mye potensial," la McDaniel til. "Med forskjellige justerbare lysinnstillinger kan du faktisk endre sammensetningen av avlingen din, for eksempel å få den til å ha mer sukkerinnhold eller farge."

Men før McDaniel og UbiQD-teamet bestemmer seg for å forfølge flere farger av deres kvanteprikkprodukter (som kan produsere disse effektene), er de mer fokusert på å gjøre teknologien så rimelig som mulig.

Fordi kvanteprikker kan brukes til ulike applikasjoner, er deres rimelige priser nøkkelen til å penetrere forskjellige markeder. UbiQD har utviklet en patentert, skalerbar prosess for å lage kvanteprikker som er avhengig av termodynamikk i stedet for kompleks konstruksjon, noe som gjør produktene mer tilgjengelige. UbiQD opererer som en materialprodusent og teknologikilde, og selger kvanteprikker og filmer direkte gjennom distributører. De ser for seg en langsiktig B2B-modell som utnytter eksisterende markedskanaler.

"Vårt mål er å gjøre produktet vårt så lett tilgjengelig som mulig med så mange forskjellige avlingsapplikasjoner som mulig," la McDaniel til. "For å gjøre dette skalerer vi produksjonsprosessen vår og gjør kvanteprikkfilmene våre lettere integrert i dagens oppdrettsinfrastruktur."

Fordi de fleste oppdrettsanlegg over hele verden (spesielt nær ekvator) bruker plastfilmer drapert over drivhusrammer av metall, håper UbiQD-teamet å erstatte disse vanlige plastplatene med deres kvantepunktprodukt.

"Nå har du et tak som kan øke avlingsproduksjonen din, noe som for bønder betyr større fortjenestemarginer," sa McDaniel.

UbiGro Cover, et av selskapets nyeste produkter under deres barnemerke UbiGro, ble nylig utgitt i midten av november som en drivhusdekselfilm, som kan forbedre fotosyntesen gjennom avstembar fluorescens. Den første linjen av dette produktet vil sendes til produsenter over hele verden i mars.

Som McDaniel forklarte, er UbiGro omtrent seks ganger billigere enn et tidligere design, med hver kvadratfot koster 50 cent. Mens UbiGro bare kommer i én farge, planlegger McDaniel å utvide til andre farger rettet mot forskjellige avlinger.

Utstrålingen av kvanteprikker

Briljansen til kvanteprikker stammer fra deres effektivitet i å konvertere absorbert lys til utsendt lys. UbiQD utnytter presisjonsprosesskontroll og beskyttende skall for å oppnå nesten enhetlig kvanteutbytte (avgir nesten 100 % lys når de absorberer) og stabilitet, selv i utfordrende ytre miljøer. Denne høye effektiviteten spenner fra det synlige til det nær-infrarøde (NIR) området.

McDaniel og teamet hans bruker kvanteprikkenes evne til å absorbere lys for å utvikle solenergifokuserte produkter, inkludert solvinduer.

"Vi ser kvanteprikker som en lynchpin inn i nye markeder," la McDaniel til. «Solenergi er et av disse markedene. Vi har sett kvanteprikker være i stand til å forbedre dagens solenergiprodukter, muligens til og med ti ganger så mye."

Fokus på sikkerhet

I tillegg til å skape et mer strålende og justerbart produkt, jobber UbiQD også for å gjøre produksjonsprosessen tryggere. Tradisjonell kvantepunktsyntese involverer ofte farlige materialer som kadmium, bly eller fosfiner. I kontrast fokuserer UbiQD på sikrere kvanteprikker laget av hverdagsmaterialer som kobber, sink og svovel, og har eksklusive lisenser for disse prikkene fra prestisjetunge institusjoner som MIT og Los Alamos National Lab.

En lys fremtid for UbiQD

Med blikket mot fremtiden kan UbiQDs teknologi revolusjonere en rekke andre sektorer. De unike egenskapene til kvanteprikkene deres kan finne anvendelser innen medisinsk bildebehandling, der deres justerbare fluorescens kan hjelpe til med presis diagnostikk. Innen elektronikk kan disse kvanteprikkene forbedre fargen og effektiviteten til skjermer i enheter som smarttelefoner og TV-er. Videre gjør miljø- og sikkerhetsfordelene til UbiQDs kvanteprikker dem ideelle for bærekraftige utviklingsinitiativer, som potensielt kan bidra til renere og mer effektive energiløsninger over hele verden. Med sin innovative tilnærming til kvantepunktteknologi, er UbiQD klar til å påvirke ulike bransjer, og utnytte kraften til disse bittesmå partiklene for å få til betydelige fremskritt.

Kenna Hughes-Castleberry er administrerende redaktør ved Inside Quantum Technology og Science Communicator ved JILA (et partnerskap mellom University of Colorado Boulder og NIST). Skriverytmene hennes inkluderer dypteknologi, kvantedatabehandling og AI. Arbeidet hennes har blitt omtalt i Scientific American, Discover Magazine, New Scientist, Ars Technica og mer.

Kategorier: fotonikk, kvanteberegning, forskning

Tags: landbruk, kvantepunkter, solenergi, UbiQD

• SEO-drevet innhold og PR-distribusjon. Bli forsterket i dag.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrk deg selv. Tilgang her.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunnskap forsterket. Tilgang her.
• PlatoESG. Karbon, CleanTech, Energi, Miljø, Solenergi, Avfallshåndtering. Tilgang her.
• PlatoHelse. Bioteknologisk og klinisk etterretning. Tilgang her.
• kilde: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/a-further-look-at-ubiqds-quantum-dot-technology-for-agriculture-solar-and-beyond/