FotonMag

Jedna z největších výzev, které čelí výrobci elektromobilů a hybridních aut, je nalezení dostatečně kvalitního systému úschovy elektrické energie. Tohoto úkolu by se mohly zhostit i nové lithium iontové akumulátory využívající nanomateriály.

V nedávném výtisku Journal of the American Chemical Society byly uveřejněny výsledky výzkumných týmů z italské univerzity Roma Sapienza a Hanyong v Soulu, které se zabývaly novými možnostmi v oblasti konstrukce Li-ion baterií. Jejich studie vychází z předchozích pokusů s netradičním chemickým složením elektrod Li-ion akumulátorů. V tomto případě vědci použili pro anodu cín s uhlíkem uspořádané do speciální nanostruktury a katoda byla z dioxidu lithno-manganičitého obohaceného niklem a kobaltem. Italští vědci tvrdí, že dosud nikdo nepřišel s takovouto unikátní kombinací materiálů.

Díky použitým materiálům má akumulátor relativně vysoké nominální napětí 4,2V oproti 3,7V u běžných Li-ion. Inovativní složení anody by mělo prodloužit životnost akumulátorů na několik set cyklů bez snížení kapacity. Katoda je zase šetrnější k životnímu prostředí a vykazuje větší stabilitu při nízkých teplotách oproti konvenčním materiálům.

Hlavním přínosem při použití v elektromobilech by tak měl být delší dojezd, vyšší maximální rychlost, nižší cena a celkově vyšší výkon, především za nízkých teplot.

Zdroj: physorg.com

Firma Switch Lighting vyvinula LED žárovky fungující na bázi chlazení inertní kapalinou. LED žárovka by díky této technologii měla zajistit lepší chlazení světelných diod a tím umožnit jejich vyšší příkon. Je designovaná tak, že uvnitř baňky jsou na kovových žebrech připevněny světelné diody a ty jsou obklopeny chladicí kapalinou, která rozvede odpadní teplo do celého povrchu žárovky.

Brett Sharenow, který má ve firmě Switch Lighting celý projekt na starosti, porovnával novou LED žárovku s úspornou LED žárovkou Phillips o příkonu 12W. Zatímco žárovka od Phillipsu vydává světelný tok 830 lm (ekvivalent 60W klasické žárovky), nová kapalinou chlazená LED žárovka s příkonem 16W dosahuje hodnoty až 1150 lm (ekvivalent 75W klasické žárovky).

Žárovky od Switch Lighting vydávají světlo s teplotu chromatičnosti 2750K a indexem podání barev 85, což je odstín světla velmi podobný klasické žárovce. Jako hlavní nevýhoda nové kapalinou chlazené LED žárovky může být větší výrobní náročnost a tím pádem vyšší cena.

Nové LED žárovky byly poprvé představeny na veletrhu Lightfair International ve Filadelfii. Zde výrobce zároveň představil i diodové žárovky se světelným výkonem ekvivalentním klasickým žárovkám s příkonem  60W a 40W. Začátek prodeje nového produktu se plánuje na čtvrtý kvartál roku 2011.

Zdroj: ledsmagazine.com

Na americkém Rensselaer Polytechnic Institute přišli vědci na to, jak zvýšit optickou účinnost zelených LED. Zelené LED dosud svou účinností za modrými a červenými diodami značně zaostávaly, což znesnadňovalo vývoj RGB LED technologií.

Zvýšení účinnosti zelené LED by zlepšilo efektivitu této technologie u pevného osvětlení, televizí a displejů s LED podsvícením. Stejná efektivita červené, modré i zelené LED by zlepšila kvalitu vyzařovaného bílého světla a umožnila lepší barevné podání.

V současných zařízeních s technologií RGB LED jsou na jednu červenou a modrou užity dvě zelené diody. To způsobuje vyšší náklady a spotřebu energie.

Zvýšení účinnosti bylo dosaženo vyleptáním miniaturních “nano” vzorků na safírový substrát používaný při výrobě LED. Takto vyrobené zelené LED vykazovaly zdvojnásobení interní kvantové účinnosti a o 58% vyšší externí světelnou výtěžnost.

Vědci doufají, že celková účinnost zelených LED by se pomocí nového výrobního postupu mohla zhruba zdvojnásobit. Dosud ovšem není zcela jasné, kdy se tyto vědecké poznatky podaří aplikovat do sériové výroby.

Zdroj: ledsmagazine.com

Výzkumníkům z amerického ministerstva zemědělství se díky použití výkonných UV LED podařilo vypěstovat salát s vysokým obsahem antioxidantů.

Při dopadu ultrafialového záření na listy salátu dochází ve vrchních vrstvách listů k tvorbě polyfenolových sloučenin, které UV záření pohlcují. Některé z těchto sloučenin mají červenou barvu a patří do stejné skupiny jako barviva, která nalezneme v některých bobulích či ve slupce u jablek.  Některé polyfenolové sloučeniny, jako quercetin a cyanidin jsou rovněž silnými antioxidanty. Stravě bohaté na antixodanty jsou připisovány pozitivní účinky na lidské zdraví, například zpomalení stárnutí a zlepšení mozkových funkcí.

Pro vypěstování červeného listového salátu s antioxidanty použili výzkumníci výkonné světelné diody vyzařující v UVB spektru (vlnová délka 290-320 nm).  Během experimentu byly rostliny po dobu 43 hodin ozařovány UVB světlem s intenzitou 10mW na metr čtvereční. Po této době byly rostliny pěstované pouze pod UV zářením výrazně červenější než kontrolní skupina pěstovaná pod bílým světlem.

Podrobnější výsledky výzkumu budou představeny na nadcházející konferenci CLEO v USA. Plány pro nasazení do masové výroby zatím nejsou známy.

Zdroj: Laserfocusworld.com

Zařízení PhytO3 od švýcarské společnosti SwissFood Tech Management úspěšně hubí mikrobiologické škůdce na zemědělských plodinách a přitom nijak nezatěžuje životní prostředí.

Princip fungování je založen na rozprašování ozonizované vody a ozařování plodin tvrdým UVC zářením o vlnové délce 254nm. Ozón samotný je velice reaktivní a během zlomku vteřiny dokáže zničit bakterie, viry i plísně. Smícháním ozonu s vodou se vytvoří hydroxilové radikály, jejichž reaktivita je ještě vyšší a výsledný dezinfekční účinek se ještě umocní. Samotné UVC záření je proti mikroorganismům rovněž velmi účinné. Ultrafialové světlo proniká hluboko do buněk a ničí přímo jejich DNA.

Kombinací těchto dvou efektů je výsledný hubící efekt velmi silný. Oproti pesticidům má tato metoda obrovskou výhodu v nulové zátěži pro životní prostředí. Nejdéle po 15 minutách po aplikaci se koncentrace ozónu sníží na bezpečnou úroveň a UV záření po sobě rovněž žádné trvalé stopy nezanechává. Samotné rostliny, nebo malí živočichové se s aplikací dokáží vyrovnat bez problémů.

Primární použití lze očekávat hlavně v takzvaném BIO zemědělství, při pěstování jídla určeného pro dětskou výživu a časem doufejme i v konvenční zemědělské výrobě.

Zdroj: swissfoodtech.com

Výzkumníci z německé univerzity v Ulmu zjistili, že dlouhodobá aplikace světelného záření o správné vlnové délce může vyhlazovat vrásky. V budoucnu by tak mohla světelná terapie nahradit aplikaci botoxu a další kosmetické zákroky.

Vědci použili přístroj WARP 10, který je osazený LED vyzařujícími světlo se střední vlnovou délkou 670nm (tmavě červená). Testovací subjekt pak podstupoval pravidelné terapie, kdy mu byla ozařována plocha o velikosti 10 centimetrů čtverečních. První viditelné výsledky se dostavily po devíti týdnech a výrazného efektu bylo dosaženo po deseti měsících. Po této době byly vrásky méně hluboké a rovněž se zkrátila jejich délka. Pokožka se celkově jevila mladší a pružnější.

Ozařování viditelným světlem se ve zdravotnictví používá již desítky let, zvláště pro urychlení hojení zranění. Světlo proniká hluboko do kůže, zvyšuje prokrvení a blahodárně působí na podpovrchové tkáně. Samotnému fyzikálně-chemickému principu tohoto jevu však vědci zatím plně nerozuměli.

Zpráva vědeckého týmu z Ulmu odhalila, že pronikající světlo mění molekulární strukturu elastinu – proteinu, který zajišťuje elasticitu kůže, srdce, cév a dalších tělesných orgánů. Obrazně řečeno světlo z elastinu odstraňuje ty molekuly vody, které jsou zodpovědné za ztrátu jeho pružnosti. Odstraněním těchto molekul se elasticita obnoví a vrásky se vyhladí.

Vědci očekávají, že na základě jejich výzkumu bude možné založit i hloubkové omlazovací programy.

Zdroj: ledsmagazine.com a Crystal Growth & Design magazine

Brzy může nastat doba, kdy policejní svítilna bude mít za účel nejenom dočasně oslepit podezřelé, ale i dezorientovat a třeba i způsobit nevolnost a zvracení. Pro americké ministerstvo obrany je vyvíjena speciální svítilna osazená polem vysoce svítivých LED, která má integrované měření vzdálenosti k očím protivníká a dokáže okamžitě přizpůsobit množství světla směřovaného ze svítilny tak aby bylo odstrašující, ale nezpůsobilo permanentní poškození zraku. Svítilna vysílá série specifických rychlých impulsů světla. Tyto záblesky dokáží nejenom podezřelého oslnit až dočasně oslepit, ale jejich barevná a časová kombinace působí i na psychiku člověka. Jejich efekt je na každého jedince různý, ale obecně obsahuje pocity zmatení, dezorientace, závratě až ke zvracení, které trvají několik minut a pak bez následků přejdou. Fyzikální příčiny těchto efektů nejsou známy, ale byly mnohokrát zachyceny a popsány v odborné literatuře.

Ministerstvo obrany, které financuje výzkum a vývoj takzvaných nesmrtících zbraní, by rádo vybavilo pohraniční stráž USA touto baterkou již v roce 2010. Použití by mělo být samozřejme daleko širší od akcí proti davu či při záchraně rukojmích až po protiteroristické akce. V minulosti byly pokusy vytvořit podobnou zbraň za pomocí laserového paprsku, ale LED technologie se ukazuje vhodnější a není nebezpečná lidskému zdraví.

Zdroj: Technologyreview.com

Narodní laboratoř Oak Ridge v Tennesse ve Spojených státech oznámila, že se ji podařilo vyrobit až o 30% efektivnější OLED displeje díky přidání magnetických nanočástic do organické polymerové struktury OLED.

Tato technika nejenom zvyšuje účinnost displeje, ale umožňuje i jeho stmívání pomocí externího magnetického pole (doposud to bylo pouze díky poli elektrickému). Team při experimentech prokázal, že přimícháním 0,1% nanočástic CoFe (kobalt s železem) do OLED se zvedla efektivita OLED o 27% oproti OLED bez přidání nanočástic a při vystavení OLED externímu magnetickému poli se ještě posunula až na 32%.

Vědci si od tohoto objevu slibují zvýšení role OLED například v aplikacích používající senzory magnetického pole.

Zdroj: Ornl.gov

Doktorka Shelley Minteer ze Saint Luis University v Missouri v USA představila na setkání Americké chemické společnosti svůj koncept sacharidového palivového článku. Na důkaz svého konceptu předvedla článek o velikosti poštovní známky, kterým napájela malou kalkulačku. Baterie je postavena na enzymech, které konvertují cukr do elektrické energie a zanechávají vodu jako svůj hlavní produkt.

Látky, které byly doposud úspěšně vyzkoušeny jako náplň palivového článku, zahrnují cukrovou vodu, sladké nebublinkové nápoje, glukózu a mízu stromů. Naopak bublinkové sladké nápoje se příliš neosvědčily, jejich výkon byl nižší. “Sladké” články by měly mít kapacitu 3 až 4 krát vyšší než současné lithium iontové baterie.

Velkou výhodou těchto článků je jejich bezproblémová biologická odbouratelnost a tím i minimální negativní vliv na životní prostředí. Předností je široká možnost doplnění energie z různých sladkých roztoků. Očekává se, že “cukrové” palivové články budou komerčně dostupné během 5 let.

Zdroj: Slu.edu

Hiroyuki Nishide, Hiroaki Konishi a Takeo Suga z Waseda University vyvinuli novou dobíjecí polymerovou baterii, která vypadá jako list papíru – je tenká a ohebná.

Elektroda je tvořena asi 200nm tenkou vrstvou redox-aktivního organického polymeru. Polymer obsahuje skupiny reaktivních forem dusíku, které účinkují jako nositel elektrického náboje. Baterie má překvapivě rychlou schopnost nabití – na plnou kapacitu ji stačí jen jedna minuta a má více jak 1000 cyklů nabití/vybití. Nevýhodou většiny organických polymerů je jejich rozpustnost v elektrolytu, která zapříčiňuje samovybíjení baterie. Týmu Hiroyuki Nishide se ale podařilo tento problém překonat.

Nicméně tento typ baterií je spíše určen pro specifické nasazení. Díky tomu, že neumí dobře uvolňovat energii pozvolna, hodí se spíše na zařízení, jež poskytují energii v dílčích “výtryscích” jako například kondenzátory.

Nishide si myslí, že během tří let budou tyto baterie používány v kapesních zařízeních používajících integrované obvody, primárně pro napájení pamětí a mikroprocesorů.

Zdroj: Rsc.org