Группа ученых из Харбинского технологического института (Harbin Institute of Technology) создала новый тип наночастиц, обладающих некоторыми уникальными свойствами. В частности, эти наночастицы преобразовывают падающий на них невидимый инфракрасный свет в более высокоэнергетический синий и ультрафиолетовый свет, и делают они это с рекордно высоким уровнем эффективности. Такие "многослойные" наночастицы могут найти применение в области преобразования солнечной энергии в электрическую, в устройствах отображения информации, в системах безопасности и во многих других областях.

Разработка методов прямого преобразования низкоэнергетического излучения любого вида в более высокоэнергетическое является достаточно сложной в реализации задачей. В этих методах используется многокаскадные энергетические преобразования, позволяющие объединить два или более низкоэнергетических фотона в один фотон, имеющий более высокий уровень энергии.

Внутри новых наночастиц энергетическое преобразование достигается путем передачи энергии фотовозбуждения внешнего слоя, поглощающего инфракрасное излучение, к внутренней полой сфере из неодима. Внутри этой полой сферы находится сплав иттербия и тулия, атомы которых совершают обратное преобразование энергии в фотоны света.

"Новые многослойные наночастицы демонстрируют в 100 раз большую эффективность преобразования света, нежели другие наночастицы или другие методы, созданные ранее" - рассказывает Джоссана Дамаско (Jossana Damasco), одна из исследователей, - "Кроме этого, новые наночастицы можно производить достаточно простым и дешевым способом".



Работа многослойных наночастиц весьма подобна работе органических красителей. Когда молекулы этих красителей поглощают фотон света, они переходят в возбужденное состояние. Энергия этого возбужденного состояния передается другим атомам или молекулам. В данном случае получателями этой энергии являются атомы иттербия и тулия. Но из-за большого расстояния прямая передача энергии от внешнего поглощающего слоя к ядру наночастицы невозможна, в качестве транспорта энергии вовнутрь наночастицы используются атомы неодима, которые передают энергию практически без потерь.

Исследователи полагают, что разработанные ими наночастицы могут быть использованы не только в технологиях солнечных батарей и в технологиях отображения информации. Такие наночастицы, обернутые в дополнительный защитный слой, могут быть введены внутрь живого организма, где они смогут обеспечить высококачественную съемку внутренних органов. А чернила, содержащие подобные наночастицы, могут быть использованы для нанесения невидимых меток, повышающих степень защиты денежных знаков, ценных бумаг и других важных документов. Метки, поставленные чернилами с наночастицами, вследствие особенностей спектра излучаемого ими света, практически невозможно подделать при помощи других схожих технологий.



Ключевые слова:
Наночастицы, Слой, Неодим, Иттербий, Тулий, Энергия, Свет, Фотон, Инфракрасный, Преобразование, Синий, Ультрафиолетовый

Первоисточник

Другие новости по теме:

Ученые получили лучи протонов при помощи наночастиц и лазерного света

Рассеивающие наночастицы улучшают рабочие характеристики лазеров.

Ученым удалось создать самый большой кристалл, состоящий из отдельных наночастиц

Использование золотых наночастиц для доставки лекарств внутри организма.

Создан новый тип жидких кристаллов, реагирующих на изменение магнитного поля

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.