วัสดุนาโนที่ฟื้นฟูตัวเองได้ซึ่งนิยมใช้ในแผงพลังงานแสงอาทิตย์และอุปกรณ์อื่น ๆ นั้นกำลังถูกค้นคว้าโดย Technion สถาบันเทคโนโลยีแห่งอิสราเอลที่ได้พัฒนา ‘นาโนคริสตัลเซมิคอนดักเตอร์’ ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมขึ้นมา โดยสามารถแปลงพลังงานได้ในระดับสูงและมีราคาผลิตที่ไม่แพงอีกด้วย
นาโนคริสตัลนั้นเป็นอนุภาควัสดุขนาดเล็กที่สุดที่ยังสามารถคงเสถียรภาพของตัวเองได้ตามธรรมชาติ ด้วยขนาดเฉพาะตัวที่ให้มีคุณสมบัติการใช้งานที่น่าสนใจมากมายทั้งยังเปิดโอกาสให้ใช้งานเพื่อเปิดทางไปสู่การวิจัยใหม่ ๆ ที่ไม่อาจทำได้บนคริสตัลขนาดใหญ่ เช่น การสร้างภาพโดย Electro Microscopy เพื่อสำรวจวิธีที่อะตอมเคลื่อนไหวในวัสดุ และวิธีเดียวกันนี้เองทำให้ค้นพบวิธีการซ่อมแซมตัวเองโดยอนุภาคนาโน Perovskite
ลำแสงอิเล็กตรอนกำลังสูงถูกใช้เพื่อสร้างความผิดพลาดและรูในนาโนคริสตัล นักวิจัยได้สังเกตการที่รูเกิดจึ้นใหม่นี้ตอบสนองต่อวัสดุที่รายล้อมรอบข้างและมีการเคลื่อนไหวรวมถึงการเปลี่ยนแปลงภายใน นักวิจัยพบว่าหลุมเหล่านี้เคลื่อนที่อิสระในนาโนคริสตัลแต่มีการหลบเลี่ยงพื้นที่ที่เป็นขอบ จากนั้นจึงได้พัฒนารหัสเพื่อวิเคราะห์ภาพเคลื่อนไหวเหล่านี้โดยใช้ Electron Microscope เพื่อทำความเข้าใจพลวัตรการเคลื่อนไหวในคริสตัล และพบว่าหลุมเหล่านี้ก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวอนุภาคนาโนจากนั้นเคลื่อนที่ไปยังพื้นที่ที่พลังงานมีความเสถียรมากกว่าซึ่งอยู่ภายใน การเคลื่อนที่เหล่านี้เข้าไปภายในเพราะโมเลกุลออร์แกนิกที่เตลื่อบผิวภายนอกของคริสตัล เมื่อโมเลกุลออร์แกนิกเหล่านี้ถูกนำออกไปแล้วพบว่าคริสตัลมีการดีดหลุมเหล่านี้มายังพื้นผิวและออกไป ทำให้กลับมาสู่สภาพโครงสร้างอันสมบูรณ์ดังเดิม หรือก็คือการซ่อมแซมตัวเอง
ที่มา:
Techion.ac.il
เนื้อหาที่น่าสนใจ:
อนุภาคเซมิคอนดักเตอร์ 3 มิติกับคุณสมบัติ 2 มิติยกระดับพลังงานแสงอาทิตย์
