Riail-Sileacón Daite a Bhriseadh a D’fhéadfadh Leictreachas a Iompar

Is leathsheoltóir é malairt sileacain nua-aimsithe, tá taighdeoirí Ollscoil Michigan tar éis a fháil amach-toimhdí ar feitheamh go bhfuil an aicme ábhair inslithe go heisiach.

“Cuireann an t-ábhar an deis ar fáil do chineálacha nua de thaispeántais painéil chomhréidh, fótavoltach solúbtha, braiteoirí inchaite nó fiú éadaí a d’fhéadfadh patrúin nó íomhánna éagsúla a thaispeáint,” a dúirt Richard Laine, U{0}M ollamh le hábhair agus innealtóireacht agus eolaíocht agus innealtóireacht mhacramóilíní agus údar comhfhreagrach an staidéir a foilsíodh le déanaí in Macromolecular Rapid Communications.

Is ábhair inslithe traidisiúnta iad olaí agus rubair shileacóin-polysiloxanes agus silsesquioxanes-, rud a chiallaíonn go gcuireann siad in aghaidh sreabhadh an leictreachais nó teasa. Déanann a n-airíonna resistant uisce iad úsáideach i bhfeistí bithleighis, séalaithe, bratuithe leictreonacha agus go leor eile.

Idir an dá linn, is gnách go mbíonn leathsheoltóirí traidisiúnta docht. Tá an cumas ag silicone leathsheoltach an leictreonaic solúbtha a thuairiscítear a chumasú chomh maith le silicone a thagann i raon dathanna.

Ar leibhéal móilíneach, tá sileacóin comhdhéanta de chnámh droma d’adaimh ailtéarnacha sileacain agus ocsaigine (Si-O-Si) agus grúpaí orgánacha (carbóin{-bunaithe) ceangailte den sileacan. Tagann foirmíochtaí 3D éagsúla de shlabhraí polaiméire chun cinn agus iad ag nascadh lena chéile, ar a dtugtar trasnascadh, a athraíonn airíonna fisiceacha an ábhair amhail neart nó tuaslagthacht.

Agus iad ag déanamh staidéir ar struchtúir dhifriúla trasnaisc i sileacain, tháinig an fhoireann taighde ar an bhféidearthacht go mbeadh seoltacht leictreach i gcomhpholaiméir, ar slabhra polaiméire é ina bhfuil dhá chineál aonad athfhillteach-cage{-struchtúrtha agus ansin sileacóin líneacha sa chás seo.

Eascraíonn an fhéidearthacht seoltacht as an mbealach inar féidir le leictreoin gluaiseacht trasna naisc Si-O-Si le fithiseáin fhorluiteacha. Tá dhá phríomhstáit ag leathsheoltóirí: an bunstaid, nach seolann leictreachas, agus staid seolta, a dhéanann. Tarlaíonn an staid seolta, ar a dtugtar staid corraithe freisin, nuair a léimeann roinnt leictreon suas go dtí an chéad fhithiseán leictreon eile, atá nasctha trasna an ábhair mar mhiotal.

Go hiondúil, ní cheadaíonn uillinneacha bannaí Si-O-an nasc sin. Ag 110 céim , tá siad i bhfad ó líne dhíreach 180 céim. Ach sa chomhpholaiméir sileacain a fuair an fhoireann amach, thosaigh na bannaí seo amach ag 140 céim sa bhunstaid-agus síneann siad go 150 céim sa staid corraithe. Bhí sé seo go leor chun mórbhealaigh a chruthú chun lucht leictreach a shreabhadh.

"Ceadaíonn sé seo idirghníomhú gan choinne idir leictreoin thar bannaí iolracha lena n-áirítear bannaí Si-O-Si sna comhpholaiméirí seo," a dúirt Laine. "An faide fad an slabhra, is amhlaidh is éasca do leictreoin achair níos faide a thaisteal, ag laghdú an fhuinnimh is gá chun solas a ionsú agus ansin é a astú ag fuinneamh níos ísle."

Cumasaíonn airíonna leathsheoltacha na copolymers silicone a speictream dathanna freisin. Léimeann leictreoin idir an talamh agus stáit sceite trí fhótóin, nó cáithníní solais a ionsú agus a astú. Braitheann an t-astú solais ar fhad an slabhra copolymer, is féidir le foireann Laine a rialú. Ciallaíonn faid slabhraí níos faide léimeanna níos lú agus fótóin níos ísle fuinnimh, rud a thugann tint dearg don silicone. Éilíonn slabhraí níos giorra léimeanna níos mó ó na leictreoin, mar sin astaíonn siad solas fuinnimh níos airde i dtreo foirceann gorm an speictrim.

Chun an nasc idir fad slabhra agus ionsú agus astú solais a léiriú, scartha na taighdeoirí copolymers le faid slabhra éagsúla agus shocraigh siad i feadáin tástála ó fada go gearr. Cruthaíonn solas UV ar na feadáin tuar ceatha iomlán de réir mar a ionsúnn agus astaíonn gach ceann acu an solas ag fuinneamh éagsúla.

Tá an t-eagar ildaite atá bunaithe ar fhad slabhra copolymer uathúil go háirithe mar go dtí seo, níorbh eol ach go bhfuil sileacóin trédhearcach nó bán mar gheall ar a n-airíonna inslithe ní féidir leo mórán solais a ionsú.

"Táimid ag tógáil ábhar a shíl gach duine a bhí támh go leictreach agus ag tabhairt beatha nua dó a d'fhéadfadh cumhacht a thabhairt don chéad ghlúin eile de leictreonaic bhog, sholúbtha," a dúirt Zijing (Jackie) Zhang, mac léinn dochtúireachta na heolaíochta agus na hinnealtóireachta ábhar agus príomhúdar an staidéir.