Một cái nhìn sâu hơn về Công nghệ chấm lượng tử của UbiQD dành cho nông nghiệp, năng lượng mặt trời và hơn thế nữa – Công nghệ lượng tử bên trong

Trong 2023, Giải Nobel Hóa học được trao cho một số nhà khoa học vì đã khám phá và phát triển chấm lượng tử. Những hạt nhỏ gần như biến mất này, nhỏ hơn khoảng 10,000 lần so với chiều rộng của sợi tóc người, được biết đến với hiệu suất cao và khả năng phát quang (PL) có thể điều chỉnh được, mang lại quang phổ phát xạ ánh sáng với nhiều màu sắc khác nhau. Điểm độc đáo của chấm lượng tử nằm ở cấu trúc giống củ hành của chúng, với nhiều lớp che chắn vật liệu lõi và bề mặt của chúng được bao phủ bởi các 'sợi lông' phân tử hữu cơ.

Trong khi các chấm lượng tử thường thấy nhất ở màn hình kỹ thuật số có độ phân giải cao thì các công ty như Los Alamos UbiQD (phát âm là “có mặt khắp nơi”) đang đi đầu trong việc khai thác các đặc tính vượt trội của chấm lượng tử (QD) trong nông nghiệp và năng lượng mặt trời.

“Chấm lượng tử cho phép chúng tôi tạo ra một loại sản phẩm mới trong nông nghiệp bằng cách sử dụng huỳnh quang,” Giám đốc điều hành và Người sáng lập UbiQD, Tiến sĩ John C., giải thích. thợ săn McDaniel đến Công nghệ lượng tử bên trong.

Khía cạnh quan trọng trong phương pháp tiếp cận của UbiQD là độ chính xác trong việc điều chỉnh kích thước và thành phần của các chấm lượng tử này. Điều này đạt được bằng cách điều chỉnh tỉ mỉ các điều kiện sản xuất, cho phép thay đổi thời điểm bắt đầu hấp thụ và phổ PL trên các bước sóng. Đáng chú ý, UbiQD chuyên về các chấm lượng tử CIS (đồng, Indium, Sulphide), tận dụng kích thước và khả năng điều chỉnh của chúng để thay thế thuốc nhuộm huỳnh quang truyền thống hoặc phốt pho pha tạp.

“Thuốc nhuộm truyền thống không ổn định,” McDaniel giải thích thêm. “Thường xảy ra hiện tượng phai màu và rất nhiều phim được sử dụng trong môi trường nông nghiệp như nhà kính phải sử dụng chất ổn định tia cực tím (UV) để tránh mất ổn định.”

Chấm lượng tử trong nông nghiệp

Hiện tại, UbiQD đang tập trung thúc đẩy các ứng dụng chấm lượng tử cho nông nghiệp bền vững và năng lượng sạch, đặc biệt là tối ưu hóa ánh sáng mặt trời trong nhà kính và nâng cao hiệu quả mô-đun năng lượng mặt trời. Trong nông nghiệp, các chấm lượng tử của UbiQD được thiết kế để tích hợp vào các lớp phủ nhà kính, tối đa hóa lợi ích của ánh sáng tự nhiên đối với sự phát triển của cây trồng nhằm tăng năng suất và chất lượng cây trồng. UbiQD cũng đang tiên phong phát triển các chấm lượng tử để cải thiện hiệu suất của tấm pin mặt trời, nhằm cách mạng hóa việc thu năng lượng mặt trời. Ngoài những ứng dụng này, UbiQD đang khám phá ứng dụng công nghệ của họ cho cửa sổ năng lượng mặt trời và mực bảo mật, cung cấp giải pháp thiết kế tòa nhà thông minh và các biện pháp chống hàng giả.

McDaniel nói thêm: “Thiết kế này có rất nhiều tiềm năng. “Với các cài đặt ánh sáng có thể điều chỉnh khác nhau, bạn thực sự có thể thay đổi thành phần của cây trồng, chẳng hạn như làm cho nó có nhiều đường hoặc màu sắc hơn”.

Nhưng trước khi McDaniel và nhóm UbiQD quyết định theo đuổi nhiều màu sắc hơn cho các sản phẩm chấm lượng tử của họ (có thể tạo ra những hiệu ứng này), họ đã tập trung hơn vào việc tạo ra công nghệ có giá cả phải chăng nhất có thể.

Bởi vì các chấm lượng tử có thể được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau nên khả năng chi trả của chúng là chìa khóa để thâm nhập các thị trường khác nhau. UbiQD đã phát triển một quy trình được cấp bằng sáng chế, có thể mở rộng để tạo ra các chấm lượng tử dựa trên nhiệt động lực học thay vì kỹ thuật phức tạp, giúp sản phẩm của họ dễ tiếp cận hơn. UbiQD hoạt động với tư cách là nhà sản xuất vật liệu và nguồn công nghệ, bán trực tiếp các chấm lượng tử và phim thông qua các nhà phân phối. Họ hình dung ra một mô hình B2B dài hạn, tận dụng các kênh thị trường hiện có.

McDaniel cho biết thêm: “Mục tiêu của chúng tôi là làm cho sản phẩm của mình có thể tiếp cận rộng rãi nhất có thể với càng nhiều ứng dụng cây trồng khác nhau càng tốt”. “Để làm được điều này, chúng tôi đang mở rộng quy trình sản xuất và làm cho màng chấm lượng tử của chúng tôi được tích hợp dễ dàng hơn vào cơ sở hạ tầng nông nghiệp hiện tại”.

Bởi vì hầu hết các cơ sở nông nghiệp trên toàn thế giới (đặc biệt là gần xích đạo) đều sử dụng màng nhựa phủ trên khung nhà kính bằng kim loại nên nhóm UbiQD hy vọng sẽ thay thế những tấm nhựa thông thường này bằng sản phẩm chấm lượng tử của họ.

McDaniel cho biết: “Bây giờ bạn có một mái nhà có thể thúc đẩy sản lượng cây trồng của mình, điều này có nghĩa là đối với nông dân, có nghĩa là tỷ suất lợi nhuận cao hơn”.

UbiGro Cover, một trong những sản phẩm mới nhất của công ty dưới thương hiệu con UbiGro, gần đây đã được phát hành vào giữa tháng 11 dưới dạng màng che nhà kính, có thể tăng cường quá trình quang hợp thông qua huỳnh quang có thể điều chỉnh được. Dòng sản phẩm đầu tiên này sẽ được chuyển đến tay người trồng trên toàn thế giới vào tháng 3.

Như McDaniel đã giải thích, UbiGro rẻ hơn khoảng sáu lần so với thiết kế trước đó, với mỗi foot vuông có giá 50 xu. Trong khi UbiGro chỉ có một màu, McDaniel có kế hoạch mở rộng sang các màu khác nhắm vào các loại cây trồng khác nhau.

Sự bức xạ của chấm lượng tử

Sự sáng chói của các chấm lượng tử bắt nguồn từ hiệu quả của chúng trong việc chuyển đổi ánh sáng hấp thụ thành ánh sáng phát ra. UbiQD tận dụng khả năng kiểm soát quy trình chính xác và lớp vỏ bảo vệ để đạt được hiệu suất lượng tử gần như thống nhất (phát ra gần 100% ánh sáng khi chúng hấp thụ) và độ ổn định, ngay cả trong môi trường bên ngoài đầy thách thức. Hiệu suất cao này trải dài từ phạm vi nhìn thấy đến cận hồng ngoại (NIR).

McDaniel và nhóm của ông sử dụng khả năng hấp thụ ánh sáng của các chấm lượng tử để phát triển các sản phẩm tập trung vào năng lượng mặt trời, bao gồm cả cửa sổ sử dụng năng lượng mặt trời.

McDaniel nói thêm: “Chúng tôi coi các chấm lượng tử như một mũi nhọn thâm nhập vào các thị trường mới”. “Năng lượng mặt trời là một trong những thị trường như vậy. Chúng tôi đã thấy các chấm lượng tử có thể nâng cao chất lượng của các sản phẩm năng lượng mặt trời hiện tại, thậm chí có thể gấp 10 lần.”

Tập trung vào sự an toàn

Bên cạnh việc tạo ra một sản phẩm rạng rỡ hơn và có thể điều chỉnh được, UbiQD còn nỗ lực giúp quá trình sản xuất của mình trở nên an toàn hơn. Quá trình tổng hợp chấm lượng tử truyền thống thường liên quan đến các vật liệu nguy hiểm như cadmium, chì hoặc phosphine. Ngược lại, UbiQD tập trung vào các chấm lượng tử an toàn hơn được làm từ các vật liệu hàng ngày như đồng, kẽm và lưu huỳnh, đồng thời giữ giấy phép độc quyền cho các chấm này từ các tổ chức uy tín như MIT và Phòng thí nghiệm quốc gia Los Alamos.

Một tương lai tươi sáng cho UbiQD

Nhìn về tương lai, công nghệ của UbiQD có thể cách mạng hóa nhiều lĩnh vực khác. Các đặc tính độc đáo của các chấm lượng tử của chúng có thể tìm thấy các ứng dụng trong hình ảnh y tế, trong đó huỳnh quang có thể điều chỉnh được của chúng có thể hỗ trợ chẩn đoán chính xác. Trong thiết bị điện tử, những chấm lượng tử này có thể nâng cao màu sắc và hiệu suất hiển thị trong các thiết bị như điện thoại thông minh và TV. Hơn nữa, lợi ích về môi trường và an toàn của các chấm lượng tử của UbiQD khiến chúng trở nên lý tưởng cho các sáng kiến ​​phát triển bền vững, có khả năng góp phần tạo ra các giải pháp năng lượng sạch hơn và hiệu quả hơn trên toàn thế giới. Với cách tiếp cận đổi mới đối với công nghệ chấm lượng tử, UbiQD sẵn sàng tác động đến nhiều ngành công nghiệp khác nhau, khai thác sức mạnh của những hạt nhỏ bé này để mang lại những tiến bộ đáng kể.

Kenna Hughes-Castleberry là Biên tập viên quản lý của Inside Quantum Technology và Người truyền đạt khoa học tại JILA (sự hợp tác giữa Đại học Colorado Boulder và NIST). Nhịp viết của cô ấy bao gồm công nghệ sâu, điện toán lượng tử và AI. Tác phẩm của cô đã được giới thiệu trên tạp chí Scientific American, Discover Magazine, New Scientist, Ars Technica, v.v.

DANH MỤC: lượng tử ánh sáng, Tính toán lượng tử, nghiên cứu

tags: nông nghiệp, chấm lượng tử, năng lượng mặt trời, UbiQD

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
• PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
• Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
• PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/a-further-look-at-ubiqds-quantum-dot-technology-for-agriculture-solar-and-beyond/