İletken Kağıtlar, Gelecekte Esnek Elektronikler Teknolojisine Katkı Sağlayabilir

İletken Kağıtlar, Gelecekte Esnek Elektronikler Teknolojisine Katkı Sağlayabilir. Bilim insanları bükülebilen ve uzayabilen özellikli bileşenleri geliştirdikçe bilgisayar ekranlarının ve diğer esnek elektroniklerin geliştirilmesi gerçeğe yaklaşmaktadır.
Bir ekip şimdi ACS Applied Materials & Interfaces dergisinde bu evrimin katkıda bulunabileceği başka bir gelişme olduğunu bildiriyor. Bu, düşük maliyetli, iletken bir kağıt olup, büyük ölçekte üretilmesi kolaydır.

Günümüzde esnek elektronik prototipler yaygın olarak polimer ince filmler kullanılarak oluşturulmuştur.

Ancak, bu filmlerin maliyeti örneklendirilirken önemli bir faktör oluyor. Bu sorunu çözmek için bilim insanları, yenilenebilir, biyolojik olarak parçalanabilen ve polimer ince filmlerin maliyetinin bir kısmını karşılayacak kağıtlar geliştirdiler. Kağıdın dezavantajı, iletken olmamasıdır. Bin Su, Junfei Tian ve meslektaşları yeni bir yaklaşımla bu sorunu çözme peşindeler.

Araştırmacılar, ölçeklenmeleri kolay geleneksel bir silindirleme işlemi kullandılar ve kağıdı, iletken hale getirmek için yumuşak iyonik jellerle kapladılar. İyonik jel kağıdının iki tabakası arasında emici bir filmi koydular. Bir voltaj uyguladıklarında cihaz mavi renkte parladı ve bu elektrik akımının olduğunu gösteriyordu. Çalışama aynı zamanda, elektriksel dayanıklılıkta gösterdi. Performansında göz ardı edilebilir değişikliklerle birlikte beş binden fazla eğilme ve bükülme döngüsüne ve iki aydan fazla süren döngü çevrimine dayandı. Araştırmacılar, metrekare başına yaklaşık 1.30 USD olan ve dakikada 30 metre hızla üretilebilen iletken kağıtlarının gelecekteki esnek elektroniğin ayrılmaz bir parçası olabileceğini söylüyor.

Kaynak : sciencedaily

Bilim İnsanları, Düşük Maliyetli Güneş Pilleri Oluşturmak İçin Jamun Meyvesini Kullanıyor

Bilim İnsanları, Düşük Maliyetli Güneş Pilleri Oluşturmak İçin Jamun Meyvesini Kullanıyor. Hint Teknoloji Enstitüsündeki (IIT) bilim insanları, ucuz ve daha verimli güneş pilleri oluşturmak için, Hint yaz meyvesi olan Jamun’u kullandı.

Araştırmacılar, jamun’da bulunan doğal olarak oluşan pigmenti ucuz bir fotosensitizer ( ışığa duyarlı ) olarak Boya Hassasiyete Duyarlı Güneş Pillerinde (DSSC) veya Gratzel hücreleri için kullandı.

Gratzel hücreleri, gözenekli bir titanyum dioksit (TiO2) kaplı foto-anot tabakasından, güneş ışığını emen bir boya molekülü tabakasından, boyanın yenilenmesi için bir elektrolitten ve bir katottan oluşan ince film güneş pilidir.

Bu bileşenler, görünür ışığı absorbe etme özelliği sayesinde boya molekülü veya fotosensitizörü önemli bir rol oynayan bir sandviç benzeri yapı oluştururlar.

Uttarakhand’daki IIT Roorkee’de asistan profesör olan Soumitra Satapathi, “Jamun’un koyu rengi ve IIT kampüsündeki reçel ağaçlarının bolluğu tipik DSSC’de bir boya olarak yararlı olabileceği fikrini düşündürdü” dedi.

Araştırmacılar etanol kullanarak jamundan boyaları çıkardılar. Ayrıca taze erik, siyah kuş üzümü, ayrıca jamunaya renk katan pigment içeren karışık meyve suları da kullandılar. Karışım daha sonra santrifüje tabi tutuldu ve boşaltıldı. Ayırıcı renkli pigment olan anthocyanin sensitizör olarak kullanılmıştır.

Araştırma Fotovoltaik dergisinde yayınlandı.

“Doğal pigmentler düzenli Rutenyum bazlı pigmentlere kıyasla ekonomiktir ve bilim adamları verimlilikleri artırmak için çalışmalar yapmaktadır. Fosil yakıtlara olan artan baskı ve küresel ısınmaya ilişkin endişeler, sürekli bir alternatif enerji aramak için bir ilham kaynağıdır”.

“Prensip olarak, yenilenebilir enerji, özellikle de güneş enerjisi için büyük bir toplumsal ihtiyacımız var. Oldukça uzun bir süredir, laboratuvarımız düşük maliyetli yüksek verimli güneş pilleri üretimine aktif olarak katılmaktadır”.

IIT Roorkee’den Nipun Sawhney ve Anubhav Raghav’ın yer aldığı araştırma ekibi, prosesin güneş pillerinin seri üretimi için çok uygun olduğunu belirtiyor.

Araştırmacılar, genel üretim sürecinin basitliği ve maliyet etkinliği, meyve ve meyve sularının yaygın olarak bulunması ve antosiyanin boyalarının ekstraksiyon kolaylığı nedeniyle onları yeni ve ucuz güneş hücreleri adayları haline getirdiğini belirtti.

Kaynak : worldofchemicals

8.Ulusal Kimya Öğrenci Kongresi 16-18 Mayıs’ta Yıldız Teknik Üniversitesinde Yapılacak

8.Ulusal Kimya Öğrenci Kongresi 16-18 Mayıs’ta Yıldız Teknik Üniversitesinde Yapılacak. Yıldız Teknik Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi Kimya Bölümü’nün ev sahipliğinde, Kimyagerler Derneği’nin ve Yıldız Teknik Üniversitesi Kimya Teknolojileri Öğrenci Kulübü koordinatörlüğünde, 16-18 Mayıs 2017 tarihleri arasında “8. Ulusal Kimya Öğrenci Kongresi” gerçekleştirilecektir.

Bu kongrede sözel ve poster sunum olmak üzere;

Analitik Kimya, Anorganik Kimya, Biyokimya, Fizikokimya, Organik Kimya, Çevre Kimyası, Malzeme Kimyası, Polimer Kimyası, Yaşam Bilimleri, Hesaplamalı Kimya, Yüzey Kimyası, Enerji ve Yakıt Teknolojileri, Biyoteknoloji, Kataliz Bilimi ve Teknolojisi, Endüstriyel Kimya alanlarında bildirilere yer verilecektir.

Önemli Tarihler;

Bildiri Özetlerinin Son Teslim Tarihi : 21 Nisan 2017

Bildiri Kabulünün Duyurulması: 5 Mayıs 2017

Kesin Programın Duyurulması: 8 Mayıs 2017

İndirimli Kayıt Son Gün: 1 Mayıs 2017

Eğitim Kayıtları : 1 Mayıs 2017

Kongre hakkında detaylı bilgi ve kongreye katılım için : http://kimyaogrencikongresi.org/

 

Geliştirilen Nanofiber, Yeni Nesil Pillerin Geliştirilmesinde Önem Arz Ediyor

Geliştirilen Nanofiber, Yeni Nesil Pillerin Geliştirilmesinde Önem Arz Ediyor. Daha uzun mesafelere gidebilen elektrikli otomobiller geliştirmek ve yenilenebilir enerji ile daha fazla eve güç sağlayabilmek için çözüm, verimli ve son derece yetenekli enerji depolama sistemleri geliştirmektedir.

Georgia Institute of Technology’de malzeme araştırmacıları, yeni nesil şarj edilebilir pillerin kullanılmasına yardımcı olabilecek ve su elektrolizinden hidrojen üretiminin verimliliğini artıracak bir nanofiber yarattı.

Nature Communications’da 27 Şubat’ta yayınlanan ve National Science Foundation’ın sponsorluğunu yaptığı bir araştırmada, araştırmacılar, ultra hızlı oksijen çevrim reaksiyonlarında son derece etkili bir katalizör olarak kullanılabilen hidrojen bazlı enerji ve yeni metal hava pilleri elde edilmesi için çift perovskit nanofiberin gelişimini anlatıyorlar.

Georgia Teknik Malzeme Okulundan Profesör Meilin Liu “Gelecekte elektrikli araçlara güç verebilecekleri gibi metal hava pilleri, mevcut pillerden çok daha küçük bir alanda çok miktarda enerji depolayabiliyor”. “Sorun şu: Pillerin verimliliğini artırmak için düşük maliyetli bir katalizör bulunmuyor. Bu yeni katalizör bu süreci geliştirecektir” diyor.

Perovskit, araştırmacıların nanofiberleri oluşturmak için kullandıkları katalizörün kristal yapısını ifade eder.
Liu, “Benzersiz kristal yapısı ve bileşimi, uygulama için daha iyi etkinlik ve dayanıklılık sağlamak için hayati önem taşıyor” diyor.

Sentez işlemi sırasında, araştırmacılar, katalizörün öz nitelikli aktivitesini yaklaşık 4.7 kez iyileştirmek için kompozisyon ayarı (“co-doping”) adlı bir teknik kullandılar. Elektrospinning işlemi sırasında yapılan perovskite oksit elyafı çapı yaklaşık 20 nanometre idi. Bu Elektrospinli perovskite oksit nanofiberleri için bildirilen en ince çaptır.

Araştırmacılar, mevcut maddenin mevcut katalizörlere kıyasla yeni maddenin oksijen çevrim reaksiyonu kapasitesini belirgin şekilde arttırdığını buldular. Yeni nanofiberin katalitik aktivitesi, başlangıçtaki toz katalizöründen yaklaşık 72 kat daha fazla ve mevcut standartlara göre en gelişmiş katalizör olarak kabul edilen iridyum oksitten 2.5 kat daha fazla geliştirildi.

Araştırmacılar, katalitik aktivitedeki bu artışın kısmen nanofiber ile elde edilen daha büyük yüzey alanından kaynaklandığını söyledi. Perovskite yapısının bir nanofiber içine sentezlenmesi de oksijen çevrim reaksiyonları (OER) için bir katalizör olarak ne kadar etkili bir şekilde çalıştığını geliştiren özgün etkinliğini artırdı.

Araştırmacılar, “Bu çalışma sadece OER için yüksek verimli ve dayanıklı elektrokatalizör gelişimindeki ilerlemeyi temsil etmekle kalmıyor, aynı zamanda nano-yapıların içsel OER etkinliği üzerindeki etkisini de anlayabiliyor” dedi.

Yenilenebilir metal hava pillerinin geliştirilmesinde uygulanabilirliğin ötesinde, yeni katalizör yenilenebilir enerji sistemlerinin yaratılmasına yardımcı olabilecek daha verimli yakıt hücresi teknolojileri yaratmada bir sonraki adımı da temsil edebilir.

Liu, “Bu enerjiyi saklamak için piller hala çok pahalı” diyor. “Su elektrolizinin verimli olması için iyi bir katalizör gerekir, bu katalizör su ayrım veya metal hava pillerinde elektrokimyasal reaksiyonları hızlandırabilir.”

Kaynak : phys

Besin ve Su Kaynaklı Bakteriler, Elektrokimyasal Yöntem İle Daha Hızlı ve Doğru Tespit Edilebilecek

Besin ve Su Kaynaklı Bakteriler, Elektrokimyasal Yöntem İle Daha Hızlı ve Doğru Tespit Edilebilecek. Gıda zehirlenmesi herkes için büyük bir problem. Henüz bunun önlenmesi için etkin çözümler bulunmuş değil. Analitik Kimya‘da yapılan yeni bir araştırmada, bilim adamları, bakteriyel bulaşmayı hızlı, ucuz ve daha doğru bir şekilde saptamak için, plastik şeffaf kağıtlar veya basit kağıt üzerine renk değiştirebilen kağıt ve elektrokimyasal analizin bir kombinasyonunu kullanarak bir çözüm geliştirdiklerini söylüyorlar.

Yiyecek ve suda bulunan tüm kirleticiler arasında bakteriler dünyada en çok hastaneye yatış ve ölüm nedenleri başındadır. Bu olayların neredeyse yarısı ıspanak, lahana, marul ve bazen dışkı içeren güveliksiz su ile sulanan diğer yapraklı yeşilliklerden kaynaklanmaktadır. Yasalar sebze ve meyveleri bakteriyel kontaminasyon için sık sık test etmeyi gerektirir. Fakat geleneksel laboratuvar kültürleri, sonuç üretmek için 48 saat alır ve DNA amplifikasyon ve immünoassayler gibi diğer teknikler maliyetlidir ve yanlış sonuçlara eğilimlidir.

Son zamanlarda, Charles S. Henry ve meslektaşları salmonella, Listeria ve E. coli‘yi yiyecek ve su örneklerinde tespit etmek için kağıt tabanlı bir yöntem geliştirdiler. Henry’nin ekibi, son araştırmalarında, bu kağıt bazlı tekniği elektrokimyasal analizle birlikte kullanarak daha rafine sonuçlar elde etmek için mümkün olup olmayacağını görmek istiyor.

Kontamine olmuş gıdayı taklit etmek için araştırmacılar E.coli ve Enterococcus faecalis bakterilerini lahanalar üzerine enjekte ettiler ve bir gölden filtrelenmemiş su da topladılar. Kolorimetrik tespit için ekip, laboratuarda basit bir düzenek kuruldu. Daha sonra zamanla 84 kağıt bazlı iyi durumdaki plakalarının bir dizi görüntüsünü almak için bir akıllı telefon kullandılar. Deneyin elektrokimyasal kısmı için, plastik şeffaf plakalar üzerine basılan bir dizi elektrot kullandılar. Her iki yaklaşım da, örneklerde zararlı bakterileri 4 ila 12 saat içinde başarıyla tespit etmek için aynı tahliller kullanıldı ve her ikisi de tamamlayıcı bulgular elde edildi. Kağıt tabanlı tekniğini elektrokimya ile birleştirmenin, gıda ve sudaki bakteri bulaşmalarını tespit etmenin daha basit, ancak daha kapsamlı bir yol açabileceği sonucuna vardılar.

Araştırmacılar, ABD Tarım ve Sağlık Enstitüleri’i tarafından destek alıyorlar.

Kaynak : ACS

Sodyum İyon Pillerdeki Yeni Buluşlar Onları Yenilenebilir Enerji’de Ön Plana Çıkarabilir

Sodyum İyon Pillerdeki Yeni Buluşlar Onları Yenilenebilir Enerji’de Ön Plana Çıkarabilir. Lityum iyon pil elektronikler için standart güç kaynağıdır. Ancak lityum ne ucuz ne de bol miktarda bulunur, bu da Li-ion pilleri rüzgar ve güneş enerjisini büyük ölçekte depolamak gibi daha büyük uygulamalar için uygunsuz hale getirir.

Sodyum iyon piller, bu tür depolama için düşük maliyetli bir araçtır ancak, düşük enerji yoğunluğu, kısa pil ömrü ve güvenlik kaygılarından etkilenmektedirler. Bu konunun üstesinden gelmeye yönelik önemli bir adımda, bilim adamları iyi bir verimlilik ve çevrim ömrüne sahip, şarj edilebilir bir katı hal sodyum pil üretmiş ve tehlikeli olan aşırı ısınma sorununu önlemiştir (ACS Cent. Sci 2017, DOI: 10.1021 / acscentsci6b00321).

Na-ion piller, lityum pillerine benzer şekilde çalışırlar. Şarj işlemi sırasında, metal iyonları katottan, tipik olarak sodyum ihtiva eden bir bileşikten, elektrolit yoluyla çözülmüş sodyum tuzları olan bir organik solvent vasıtasıyla anoda, tipik olarak karbona akar. Akış deşarj sırasında ters döner.

Austin Üniversitesi’nden Li-ion pil öncüsü John B. Goodenough, karbon yerine bir metal anot ve katı bir elektrolit içeren sodyum pilleri araştırıyor. Sodyum metal anotlar, karbon atomlarının dört katı kadar şarj edebilirler, bu, pilin daha fazla enerji tutabileceği ve serbest bırakabileceği anlamına gelir. Katı elektrolitler, bu arada, uçucu, yanıcı çözücülerden gelen patlama riskini önler ve yüksek sıcaklıklarda pilleri daha güvenli hale getirir.

Goodenough, Yuyao Li ve meslektaşları, anot olarak ince bir sodyum folyosu parçası ve katot olarak sodyum titanat fosfat ile kaplanmış bir alüminyum folyodan oluşan bir test pili hazırladılar.

Seramik Na3Zr2 (PO4) (SiO4) 2 nanotabakalarını katı elektrolit olarak birleştirerek bir pelet hazırladılar. Bu seramik, yüksek sodyum iyonu iletkenliğine sahiptir. Ancak araştırmacılar daha önce pillerde kullandıklarında, minik dendritler sodyum anottan büyüdü ve katoda ulaşmak için elektrolitin içine girerek pilin aşırı ısınmasına neden olan bir elektrik kısa devresine neden oldu.

Goodend’in laboratuvarında kıdemli araştırmacı olarak projeye öncülük eden Weidong Zhou, anot ve elektrolit arasındaki arayüz boyunca düzensiz iyon akışı nedeniyle dendritlerin oluştuğunu açıklıyor. Düzensiz akış, nanometre ölçeğinde katı sodyum anot ve katı elektrolit arasında sıkı temasın olması nedeniyle oluşur.

Ekip, elektrolit ile elektrotlar arasındaki teması iyileştirerek istenmeyen dendritleri bastırmak için iki basit çözüm oluşturdu. Bir tanesi, seramik elektrolit tanesini iki ince poli (etilen glikol) metil eter akrilat katmanları arasına sıkıştıracaktı. Alternatif diğer yaklaşım, sodyum metali pelet üzerine 380 ° C’de yarım saat boyunca eritmekti. Erimiş sodyum katı anot ve seramik pelet arasındaki teması arttırır.

Hücreler düzgün bir şekilde çalışarak 110 mAh / g kapasite gösterdi ve bu kapasitenin % 99’unu 70’den fazla şarj-boşaltma döngüsü için koruduğu ortaya çıktı. Bu, şimdiye kadar yapılmış diğer katı sodyum pillerden daha kullanışlıdır, ancak cihaz hala pratik olmaktan uzaktır.

Büyük diğer bir sorun, 100 Wh / kg-lityum pillerin düşük enerji yoğunluğunda 180 Wh / kg üzerinde enerji yoğunluğuna ve düşük çalışma voltajına sahip olmasıdır. Zhou, ekibin şimdi pillerin döngü ömrünü ve enerji yoğunluğunu geliştiren yüksek voltajlı bir polimer elektrolit geliştirmeye çalıştığını söylüyor.

Waterloo Üniversitesi’nden kimya profesörü Linda F. Nazar, çalışmanın katı halde Na-ion pillerde önemli bir gelişme olduğunu söylüyor. Sodyum, lityuma göre dendrit büyümeye daha yatkındır ve yeni deney hücresi sorunu çözmeye yönelik büyük bir adım atmaktadır. “Bu yaklaşımın dendrit oluşumunun daha da arttığı yüksek akımlarda başarılı olmasını umuyorum” diyor.

Kaynak : ACS

Alkolsüz İçeceklerden Enerji Üretebileceğimiz Günler Yakın Olabilir

Alkolsüz İçeceklerden Enerji Üretebileceğimiz Günler Yakın Olabilir. Çin’deki araştırmacılar, eski Japon kağıt katlama sanatını, alkolsüz içeceklerden enerji üretecek bir minyatür biyoyakıt hücresine entegre etmenin bir yolunu buldu.

Biyoyakıt hücreleri, değerli metaller yerine, yakıtlarını oksitlemek için katalizör olarak enzimler kullanırlar. Minyatür sürümler taşınabilir ve yüksek verimlilikte oldukları için araştırmacıların ilgi alanları buraya doğru kayıyor. İmplantlar, elektronik kontak lensleri  için veya terden enerjiyi toplamak için güç sağlayabilirler. Bununla birlikte, bu küçük biyoyakıt hücrelerinin tasarlanması, karmaşık montaj ve yüksek maliyetler nedeniyle zordur.

Changchun Uygulamalı Kimya Enstitüsünden Shaojun Dong önderliğinde bir grup araştırmacı, manganez oksit esaslı bir katot ve enzimatik bir anot içeren biyoyakıt hücresini düz filtre kağıdı ile origami tarzı bir cihaz haline getirdi.

Dong, “Biyoyakıt hücresi, elektrik enerjisini glikozun kimyasal enerjisinden elde edebiliyor” dedi.

Origami tarzı biyoyakıt hücreleri basitçe elle birleştirilir ve ucuz hammaddeler kullanılır. ABD’li Utah Üniversitesi’nde biyoelekrokataliz araştırmacısı Shelley Minteer, “Bir çok araştırmacı ucuz ve tek kullanımlık biyoyakıt hücreleri için kağıt tabanlı bir strateji kullandı ancak bunlar çoğunlukla katotla sınırlı” diyor. Ancak Dong’in çalışmasında manganez içeren katot, oksijen olmadan cihazın işlev görmesine olanak tanır ve klasik biyolojik yakıt hücrelerinin dezavantajlarının üstesinden gelen soy metalleri gerektirmez.

Dong çalışmasını Coca-Cola üzerinde denedi, ‘Alkolsüz içeceklerde glikoz konsantrasyonu, daha fazla seyreltmeye ihtiyaç duyulmaksızın biyoyakıt hücreleri için uygundur’. Yakıt hücresi doğrudan Coca-Cola ve diğer alkolsüz içeceklerden enerji üretebildi.

Université Grenoble Alpes, Fransa’da bir Nanobiyoteknoloji Profesörü olan Donald Martin “Her ne kadar bu tür hücrelerin büyük ölçekli gelişimini görmeden önce gidilmesi gereken uzun bir yol olsa da, biyosensör ve biyoyakıt hücreleri için origami tabanlı cihazlar, düşük maliyetli ve sürdürülebilir enerji üretimi büyük potansiyeli vaad ediyor” diyor.

Kaynak : chemistryworld