Japonya’daki Kyushu Üniversitesi araştırmacıları, normal güneş ışığını morötesi ışığa dönüştürebilen yeni bir katı malzeme geliştirdi. Bilim dünyasında dikkat çeken çalışma, gelecekte UV ışığına ihtiyaç duyan teknolojilerin harici enerji kaynaklarına bağımlılığını azaltabilir.
GÜNEŞ IŞIĞINDAN UV ÜRETİMİNDE YENİ DÖNEM
Güneş enerjisi bugün daha çok elektrik üretiminde kullanılsa da bilim insanları, güneş ışığını farklı alanlarda değerlendirebilmek için yeni yöntemler üzerinde çalışıyor.
Bu çalışmaların merkezinde ise görünür ışığı daha yüksek enerjili morötesi ışığa dönüştürme fikri yer alıyor. Çünkü UV ışık, güneş ışığının yalnızca küçük bir bölümünü oluşturmasına rağmen pek çok teknolojide kritik rol oynuyor.
JAPON ARAŞTIRMACILARDAN DİKKAT ÇEKEN BULUŞ
Kyushu Üniversitesi ekibi, doğal güneş ışığı altında çalışabilen katı hâlde yeni bir malzeme geliştirdi.
Nature Communications dergisinde yayımlanan çalışmaya göre malzeme, düşük enerjili görünür ışık fotonlarını birleştirerek daha yüksek enerjili UV fotonlarına dönüştürebiliyor.
FOTON YUKARI DÖNÜŞÜMÜ KULLANILDI
Sistemin temelinde “foton yukarı dönüşümü” olarak bilinen kuantum tabanlı süreç bulunuyor.
Bu yöntemde iki düşük enerjili görünür ışık fotonunun enerjisi bir araya getiriliyor ve tek bir yüksek enerjili morötesi foton elde ediliyor. Böylece doğrudan güneş ışığından UV ışık üretilebiliyor.
KATI MALZEME AVANTAJ SAĞLIYOR
Benzer dönüşüm süreçleri daha önce sıvı ortamlarda uygulanabiliyordu. Ancak sıvı sistemler, çözücülerin toksik olabilmesi ve zamanla buharlaşması gibi nedenlerle pratik kullanımda sınırlı kalıyordu.
Yeni geliştirilen katı malzeme ise bu sorunları aşabilecek daha dayanıklı ve uygulanabilir bir çözüm olarak öne çıkıyor.
VERİMLİLİK ORANI DİKKAT ÇEKTİ
Araştırmacılar, malzemenin doğal güneş ışığı altında yüzde 1,9 verimlilikle çalıştığını açıkladı.
Bu oran ilk bakışta düşük görünse de, katı hâlde çalışan benzer sistemlerin güçlü ışık kaynakları altında bile bu seviyeye ulaşmakta zorlandığı belirtiliyor. Bu nedenle sonuç, gerçek dünya koşullarında önemli bir başarı olarak değerlendiriliyor.
YENİ TEKNOLOJİLERİN ÖNÜNÜ AÇABİLİR
Geliştirilen malzemenin gelecekte fotokataliz sistemlerinde, iç mekân hava temizleme cihazlarında ve düşük ışıkla çalışan 3D yazıcılarda kullanılabileceği ifade ediliyor.
UV ışık; reçine sertleştirme, diş dolguları, sterilizasyon uygulamaları ve bazı kimyasal reaksiyonların hızlandırılmasında önemli bir işleve sahip. Güneş ışığından doğrudan UV üretilebilmesi, bu alanlarda enerji verimliliği yüksek yeni sistemlerin geliştirilmesini sağlayabilir.
PATENT BAŞVURUSU YAPILDI
Araştırma ekibi, geliştirdikleri malzeme için patent başvurusunda bulundu.
Üretimde kullanılan başlangıç malzemelerinin ucuz olması ve üretim sürecinin görece basit ilerlemesi, teknolojinin gelecekte ticari kullanım şansını artıran önemli unsurlar arasında gösteriliyor.
14 YILLIK ÇALIŞMANIN SONUCU
Bilim insanları, bu başarının uzun soluklu bir araştırma sürecinin ürünü olduğunu belirtiyor.
Ekip, yaklaşık 14 yıldır foton yukarı dönüşümü ve moleküler öz düzenlenme üzerine çalışmalar yürütüyor. Yeni malzeme ise bu alanda katı sistemlere geçiş açısından önemli bir dönüm noktası olarak görülüyor.
