İlk Kez Doğru Elektronik Özelliklere Sahip, Yarı İletken, Esnek Bir Polimer Oluşturuldu

İlk Kez Doğru Elektronik Özelliklere Sahip, Yarı İletken, Esnek Bir Polimer OluşturulduAraştırmacılar, ilk kez, transistörlerde aktif bir rol oynayacak doğru elektronik özelliklere sahip, esnek bir polimer oluşturdu. Dahası, polimer zarar gördüğünde iyileşebiliyor. Yeni polimer, sıvı kristal ekran piksellerini kontrol eden transistör dizilerinde kullanılan malzeme olan amorf silisyum ile eşit elektronik bir performansa sahiptir. Ve bu elektriksel performansı orijinal boyutunu iki katına kadar gererek bile korur (Nature 2016, DOI: 10.1038 / nature20102).

Gerilebilir elektroniğinin geliştirilmesine yönelik birkaç yaklaşım var, Stanford Üniversitesi‘nden Kimya Mühendisi olan Zhenan Bao ve grubu bu polimeri geliştirdi. Bunu yapmanın bir yolu yarı iletken ince parçaları, silikon gibi sert malzemelerin lastikli bir materyal üzerine yapıştırılması ve serpantin metal tellerle birleştirmesidir.

Esnek elektronik üretmenin diğer bir yolu da kendiliğinden esneyen elektronik malzemeleri kullanmaktır. Bu yöntem yepyeni malzemeler geliştirmek için daha fazla çalışma gerektirse de, daha iyi mekanik stabilite ve daha kolay üretim vaat ediyor. Bao, yalıtkandan iletken-transistörün yarı iletkeninin kalbine kadar gerilimli polimerlerden oluşan baskı katmanları ile üretilen devreler, sensörler ve ekranların daha ucuz olabileceğini belirtti.

“Esnek bir yarı iletken polimer yapmak zordu”

ilk-kez-dogru-elektronik-ozelliklere-sahip-yari-iletken-esnek-bir-polimer-olusturuldu1Bao, durumu “Esneyebilir malzemeler için tipik tasarım kuralı onları daha yumuşak ve daha az kristal yapmaktır” diye açıklıyor. Fakat iyi bir yarıiletken olmak için bir polimerin tipik olarak oldukça kristalize yapıda ve sert olması gerekir; bu da bu malzemelerin çatlamaya eğilimli olduğu anlamına gelir.

Stanford grubu bu karşıtlığı iki şekilde çözdü. Birçok karbon-karbon ikili bağlarını kristalize polimer ve sert hale getiren, diketopirolopirol birimleri veya DPP içeren bir polimerle işe başladılar. Biraz daha akışkan hale getirmek için, DPP’nin elektronik özelliklerinden ödün vermeksizin % 5-10’a kadar ikame ederek daha az çift bağ içeren versiyonlar yaptı.

Daha sonra ekip, hidrojen bağları oluşturabilen daha elastik bir polimer parçalarını 2,6-piridin dikarboksamit ile birleştirdi. Böylelikle polimer gerildiğinde, bu bağlar kırarak mekanik enerjiyi emer. Bağlar, stres serbest bıraktığında yeniden düzenlenir.

Urbana-Champaign Illinois Üniversitesi‘nden materyal bilimcisi ve MC10’un kurucusu John Rogers, “Esnek mekanik ve etkili yük taşımacılığı genellikle birlikte gitmiyor” diyor. Bu çalışmada, Bao’nun grubu “her iki özelliği de tek bir materyalde yakalayacak gibi görünen zekice kimyasal maddeler” geliştirdi. diyor.

Los Angeles Kaliforniya Üniversitesi’nde gerilebilir elektronik alanında çalışan Qibing Pei ise, “gerilebilir polimer iletkenleri ve izolatörler zaten mevcuttu. “Temel zorluk, özünde gerilebilir bir yarı iletken sentezlemek olmuştur.” Şimdi, ekliyor: Bao’nun grubu bunu kırdı gibi görünüyor” diyor.

Kaynak : ACS

Ses dalgalarından elektrik üreten bir sistem geliştirildi

Yeni enerji elde etme yöntemleri arasına ‘ses’ de katıldı. Silikon Vadisi firması Nirvana Energy Systems, ses dalgalarından elektrik üreten bir sistem geliştirdi. Bu sistem, evlerde faturaları da azaltacak.Sesle çalışan ve evinizin elektrik maliyetini azaltan bir teknoloji düşünün… Evet, bu artık mümkün. ABD’de Silikon Vadisi firması Nirvana Energy Systems, ses dalgalarından elektrik üreten bir sistem geliştirdi. Stanford Üniversitesi’nde çalışan iki profesörün kurduğu şirket, evlerde elektrik enerjisi üretmenin yeni yolunu ticari hale getiriyor.

Nirvana, etkili ‘micro-combined heat and power-Micro-CHP (birleştirilmiş ısınma ve güç)’ sistemini ev kullanımına uygun hale getirdi. Bu sistem, gazı elektriğe çevirerek sıcak su ve ısınma için kullanılmasını sağlıyor. Micro-CHP sistemi küçük bir ısıtma motoru, bu motor bir bina için ısıtma, havalandırma, mekanik enerji ve elektrik enerjisi olmak üzere bütün gücü sağlıyor. Daha büyük fabrikalarda kullanılan kojenerasyon projesinin küçük versiyonu olarak görülüyor.

Ses dalgasıyla çalışıyor
Nirvana Energy’nin sisteminin dünyada su ısıtıcısı ve kazanların değişiminde geniş bir kullanım alanı bulması bekleniyor. Sistem sessiz, kompakt ve şebekenin sağladığı enerjinin maliyetini azaltıyor. Nirvana’nın termo akustik Power Stick’i sanal güç şebekelerini de destekliyor, emisyon hacmini azaltıyor, geleneksel şebeke sistemlerine dayalı olarak elektrik sağlayarak maliyeti de düşürüyor.
Nirvana, ses dalgalarını harekete dönüştüren termoakustik denilen teknolojiyi kullanıyor. Evet, bu teknoloji ‘ses’le çalışıyor. Nirvana’nın teknolojisi Xerox PARC’ın geliştirdiği ve NASA’nın Glenn Research Center’ı tarafından yeniden ele alınan ve ‘Power Stick’ olarak adlandırılan teknolojiye dayanıyor.

Faturalara darbe
Şirketin CEO’su Lambertus Hesselink, “Gazı enerji kaynağı olarak kullanıyoruz, ama geleneksel bir motor değiliz. Termoakustik Power Stick, hareket eden bir mekanik parçaya sahip değil. Yeni ve patentli bir sistem yapısı var. Şu anda genişletilmiş test sürecindeyiz. Power Stick’in boyu 32 inç’ten uzun ve çapı ise 10 inç. Mutfağa konulabilecek ideal ağırlığa sahip” diye konuştu.
Power Stick ya da Nirvana firmasının kısaltmasıyla TAPS’in ana özellikleri ise şöyle. Toplamda yüzde 90 sistem verimliliğiyle 1-4 kilovat saat arasında elektrik enerjisi ve 15-30 kilovat saat termal enerji üretiyor. Nirvana Energy’nin Başkanı James Gibbons ise, “Devamlı çalışabilen Power Stick, kullanıcıların kendi elektriğini üretmesini sağlayarak enerji faturalarını azaltıyor. Evdeki sıcak su ve ısınma için yeterli ısı sağlıyor” dedi.

Bizim mucit 2010’da yaptı!
Ses dalgasından enerji üretme girişimleri Türkiye’de de var. Üç yıl önce Kahramanmaraşlı lise öğrencisi Muhammed Enes Gebel, ses dalgalarından elektrik üretti.
Bakır kullanılarak yapılan 8 kilo ağırlığındaki cihaz, insan kulağına benzerliğiyle dikkat çekti. Enerji konusundaki çalışmalarını sürdüreceğini ifade eden Gebel, şu bilgileri verdi: “İnsanlara basit gelen günlük konuşmalardan çıkartılan sesin barındırdığı enerji, bir oda dolusu taneciğin titreşmesine yetecek kadar enerji barındırıyor. Amacım ses dalgalarının barındırdığı bu enerjinin kullanılabilir elektrik enerjisine dönüşmesini sağlamak. Ses, insan kulağında basınç oluşturuyor ve yüksek ses de etrafımızdaki nesnelerin gözle görülür bir şekilde titreşmesi ile enerji barındırıyor.”

enerjii

 

Kaynak : ekonomi.milliyet

Tamamen Karbon Nanotüplerden Oluşan Transistörlerden Yapılmış, İlk Bilgisayar Tanıtıldı

Tamamen Karbon Nanotüplerden Oluşan Transistörlerden Yapılmış, İlk Bilgisayar Tanıtıldı.Araştırmacıların her atomun içinde bulunan kuantum parçacıkları ya da her hücrede bulunan DNA gibi incelemekte olduğu birçok ilginç materyal arasında karbon nanotübü olarak bilinen, çok iyi arıtılmış karbondan oluşan kusursuz silindirler de bulunuyor.

İlkel olmasına karşın söz konusu buluş bu sıra dışı karbon lifler kullanılarak yapılan transistörlerin şu ana kadar keşfedilen en güçlü malzemeler olduğunu, genel amaçlı kullanım için üretilen bilgisayarlarda da kullanılabileceğini kanıtladı. Bilim insanlarının verdiği bilgiye göre, basit bir işletim sistemine sahip olan bu bilgisayar, hesaplama yapabiliyor ve aynı anda çalışmakta olan farklı işlemler arasında geçiş yapabiliyor.

Cihazın yapımını yöneten Stanford Üniversitesi’nden elektrik mühendisi Max Shulaker, “Kelimenin tam anlamıyla bir bilgisayar,” dedi. Shulaker, “Bu da karbon nanotüplerinden yapılmış kullanışlı devreler yapabileceğinizi ve hatasız bir şekilde imal edilebileceklerini gösteriyor.” şeklinde konuştu.

Araştırma Nature Dergisi’nde yayınlandı

Projede yer almayan Münih Teknik Üniversitesi’nden Franz Kreupl, “Evcilleştirilmiş nanotüpleri var,” dedi.

Çalışmaya fon sağlanmasına yardımcı olan National Science Foundation’dan üst düzey danışman Mihail Roco, nanotüp bilgisayarları “önemli bir bilimsel adım” olarak nitelendirdi ve tamamlanması halinde bunun bilgisayarların şu ankine göre onda bir daha az enerji sarf ederek, daha küçük bileşenlerle daha hızlı çalışmasını sağlayacağını belirtti.

Araştırmacılar, elektrik ve ısı iletiminin yanında ışığı soğurma ve yaymada sıra dışı özellikler sunan karbon nanotüplerin dijital potansiyeli konusunda oldukça umutlu. Bu tüpler yalnızca bir atom kalınlığında karbon tabakalarının insan saçından yaklaşık 10 bin kez daha ince borular oluşturacak şekilde sarılmasından oluşuyor.

Hemen her elektronik cihazda bulunan açma kapama düğmesinin bir versiyonu olan ilk nanotüp transistörü 1998’de keşfedildi. Ancak yakın zamana kadar araştırmacılar, bilgisayarların kompleks mikroçiplerinde kullanılabilmesi için mükemmel hizalanma, düzen ve saflığa sahip olması gereken bu tüplerin çoklu olarak üretilmesinin neredeyse imkansız olduğunu düşünüyordu.

Nanotüplerin oluşumu ise kristallerin oluşumuyla benzerlik gösteriyor. Mikado çubuklarının yere düşmesi gibi rastgele hizalanıyorlar bu da tüplerin enine yani istenmeyen şekilde sıralar da yapabilmesine neden oluyor. Yaklaşık yüzde 30’u metalik safsızlık denilen öngörülemez düzensiz yapıları oluşturuyor. Her bir kusur kısa devreye neden olabiliyor. Kusursuz ısı ve elektrik iletimi için tüplerin kusursuz şekilde yan yana sıralanması gerekiyor.

Stanford Üniversitesi’nden projede yer alan elektrik mühendisi Subhasish Mitra, “Bunu asla üretemezsiniz dedi,” şeklinde konuştu. Araştırmacılar özel bir devre tasarımı yaptı ve safsızlıkların önüne geçmek için güçlü bir hata ayıklama tekniği oluşturdu.
nanotüp

 

Kaynak : t24