Dalsze spojrzenie na technologię kropek kwantowych firmy UbiQD dla rolnictwa, energii słonecznej i nie tylko – od środka technologii kwantowej

W 2023, Nagroda Nobla w dziedzinie chemii został przyznany kilku naukowcom za odkrycie i rozwój kropki kwantowej. Te znikomo małe cząstki, około 10,000 XNUMX razy mniejsze od szerokości ludzkiego włosa, znane są z wysokiej wydajności i przestrajalnej fotoluminescencji (PL), oferującej widmo emisji światła w różnych kolorach. Wyjątkowość kropek kwantowych polega na ich cebulowatej strukturze, z wieloma warstwami osłaniającymi materiał rdzenia, a ich powierzchnia pokryta jest „włosami” cząsteczek organicznych.

Chociaż kropki kwantowe są najczęściej widoczne na wyświetlaczach cyfrowych o wysokiej rozdzielczości, firmy takie jak z siedzibą w Los Alamos UbiQD (wymawiane „wszechobecność”) przodują w wykorzystywaniu niezwykłych właściwości kropek kwantowych (QD) w rolnictwo i energia słoneczna.

„Kropki kwantowe pozwalają nam stworzyć nową kategorię produktów w rolnictwie wykorzystującą fluorescencję” – wyjaśnił dyrektor generalny i założyciel UbiQD, dr. Huntera McDaniela do Wewnątrz technologii kwantowej.

Kluczowym aspektem podejścia UbiQD jest precyzja dostrajania rozmiaru i składu tych kropek kwantowych. Osiąga się to poprzez skrupulatne dostosowanie warunków produkcji, umożliwiając zmianę początku absorpcji i widma PL w zależności od długości fali. W szczególności firma UbiQD specjalizuje się w kropkach kwantowych CIS (miedź, ind, siarczki), wykorzystując ich rozmiar i możliwość przestrajania w celu zastąpienia tradycyjnych barwników fluorescencyjnych lub domieszkowanych luminoforów.

„Barwniki są tradycyjnie niestabilne” – wyjaśnił McDaniel. „Często dochodzi do blaknięcia, dlatego wiele folii stosowanych w rolnictwie, np. w szklarniach, musi wykorzystywać stabilizatory ultrafioletowe (UV), aby uniknąć destabilizacji”.

Kropki kwantowe w rolnictwie

Obecnie UbiQD koncentruje się na rozwijaniu zastosowań kropek kwantowych w zrównoważonym rolnictwie i czystej energii, w szczególności na optymalizacji światła słonecznego w szklarniach i zwiększaniu wydajności modułów słonecznych. W rolnictwie kropki kwantowe UbiQD zaprojektowano tak, aby można je było zintegrować z pokryciami szklarniowymi, maksymalizując korzyści płynące z naturalnego światła dla wzrostu roślin, co zwiększa plony i jakość plonów. UbiQD jest także pionierem w opracowywaniu kropek kwantowych w celu poprawy wydajności paneli słonecznych, mając na celu zrewolucjonizowanie wychwytywania energii słonecznej. Poza tymi zastosowaniami UbiQD bada zastosowanie swojej technologii do okien solarnych i atramentów zabezpieczających, oferując rozwiązania w zakresie inteligentnych projektów budynków i środków przeciwdziałających podrabianiu

„Ten projekt ma duży potencjał” – dodał McDaniel. „Dzięki różnym regulowanym ustawieniom światła możesz faktycznie zmienić skład swoich upraw, na przykład zwiększyć ich zawartość cukru lub kolor”.

Zanim jednak McDaniel i zespół UbiQD zdecydują się na wykorzystanie większej liczby kolorów swoich produktów z kropkami kwantowymi (które mogą dawać takie efekty), bardziej skupiają się na tym, aby technologia była jak najbardziej przystępna cenowo.

Ponieważ kropki kwantowe mogą być wykorzystywane do różnych zastosowań, ich przystępność cenowa jest kluczem do penetracji różnych rynków. Firma UbiQD opracowała opatentowany, skalowalny proces tworzenia kropek kwantowych, który opiera się na termodynamice, a nie na złożonej inżynierii, dzięki czemu jej produkty są bardziej dostępne. UbiQD działa jako producent materiałów i źródło technologii, sprzedając bezpośrednio kropki kwantowe i filmy za pośrednictwem dystrybutorów. Przewidują długoterminowy model B2B, wykorzystujący istniejące kanały rynkowe.

„Naszym celem jest zapewnienie jak największej dostępności naszego produktu przy jak największej liczbie różnych zastosowań w uprawach” – dodał McDaniel. „W tym celu skalujemy nasz proces produkcyjny i ułatwiamy integrację naszych filmów z kropkami kwantowymi z obecną infrastrukturą rolniczą”.

Ponieważ większość gospodarstw rolnych na całym świecie (szczególnie w pobliżu równika) używa folii z tworzywa sztucznego nałożonych na metalowe ramy szklarni, zespół UbiQD ma nadzieję zastąpić te zwykłe plastikowe arkusze produktem z kropkami kwantowymi.

„Teraz masz dach, który może zwiększyć produkcję roślinną, co dla rolników oznacza większe marże zysku” – powiedział McDaniel.

UbiGro Cover, jeden z najnowszych produktów firmy pod jej dziecięcą marką UbiGro, został niedawno wypuszczony na rynek w połowie listopada jako folia przykrywająca szklarnie, która może wzmagać fotosyntezę poprzez przestrajalną fluorescencję. Pierwsza linia tego produktu zostanie wysłana do hodowców na całym świecie w marcu.

Jak wyjaśnił McDaniel, UbiGro jest około sześć razy tańsze niż poprzedni projekt, a każdy metr kwadratowy kosztuje 50 centów. Chociaż UbiGro jest dostępny tylko w jednym kolorze, McDaniel planuje rozszerzyć ofertę o inne kolory przeznaczone dla różnych upraw.

Blask kropek kwantowych

Blask kropek kwantowych wynika z ich wydajności w przekształcaniu światła pochłoniętego w światło emitowane. UbiQD wykorzystuje precyzyjną kontrolę procesu i powłoki ochronne, aby osiągnąć bliską jedności wydajność kwantową (emitując prawie 100% pochłanianego światła) i stabilność, nawet w trudnych warunkach zewnętrznych. Ta wysoka wydajność obejmuje zakres od widzialnego do bliskiej podczerwieni (NIR).

McDaniel i jego zespół wykorzystują zdolność kropek kwantowych do pochłaniania światła do opracowywania produktów wykorzystujących energię słoneczną, w tym okien solarnych.

„Postrzegamy kropki kwantowe jako podpórkę na nowe rynki” – dodał McDaniel. „Energia słoneczna jest jednym z takich rynków. Widzieliśmy, że kropki kwantowe są w stanie ulepszyć obecne produkty fotowoltaiczne, być może nawet dziesięciokrotnie bardziej”.

Koncentracja na bezpieczeństwie

Oprócz tworzenia bardziej promiennego i przestrajalnego produktu, UbiQD pracuje również nad zwiększeniem bezpieczeństwa procesu produkcyjnego. Tradycyjna synteza kropek kwantowych często obejmuje materiały niebezpieczne, takie jak kadm, ołów lub fosfiny. Z kolei UbiQD koncentruje się na bezpieczniejszych kropkach kwantowych wykonanych z materiałów codziennego użytku, takich jak miedź, cynk i siarka, posiadając wyłączne licencje na te kropki od prestiżowych instytucji, takich jak MIT i Los Alamos National Lab.

Świetlana przyszłość dla UbiQD

Patrząc w przyszłość, technologia UbiQD może zrewolucjonizować wiele innych sektorów. Unikalne właściwości ich kropek kwantowych mogą znaleźć zastosowanie w obrazowaniu medycznym, gdzie ich przestrajalna fluorescencja może pomóc w precyzyjnej diagnostyce. W elektronice te kropki kwantowe mogą poprawić kolory i wydajność wyświetlaczy w urządzeniach takich jak smartfony i telewizory. Co więcej, korzyści dla środowiska i bezpieczeństwa kropek kwantowych UbiQD czynią je idealnymi dla inicjatyw na rzecz zrównoważonego rozwoju, potencjalnie przyczyniając się do czystszych i bardziej wydajnych rozwiązań energetycznych na całym świecie. Dzięki innowacyjnemu podejściu do technologii kropek kwantowych firma UbiQD może wpłynąć na różne branże, wykorzystując moc tych maleńkich cząstek, aby wprowadzić znaczące postępy.

Kenna Hughes-Castleberry jest redaktorem naczelnym Inside Quantum Technology i komunikatorem naukowym w JILA (partnerstwo pomiędzy University of Colorado Boulder i NIST). Jej twórczość obejmuje głębokie technologie, obliczenia kwantowe i sztuczną inteligencję. Jej prace publikowano w „Scientific American”, „Discover Magazine”, „New Scientist”, „Ars Technica” i nie tylko.

Kategorie: fotonika, informatyka kwantowa, Badania naukowe

tagi: rolnictwo, kropki kwantowe, energia słoneczna, UbiQD

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• PlatoData.Network Pionowe generatywne AI. Wzmocnij się. Dostęp tutaj.
• PlatoAiStream. Inteligencja Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
• PlatonESG. Węgiel Czysta technologia, Energia, Środowisko, Słoneczny, Gospodarowanie odpadami. Dostęp tutaj.
• Platon Zdrowie. Inteligencja w zakresie biotechnologii i badań klinicznych. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/a-further-look-at-ubiqds-quantum-dot-technology-for-agriculture-solar-and-beyond/