ساخت سلول‌ خورشیدی اسفنجی برای کاشت در بدن

محققان دانشگاه شیکاگو به تازگی روشی برای ساخت سلول‌های خورشیدی ابداع کرده‌اند که در آن با کمترین هزینه و زمان ممکن، می‌توان سلول متخلخل ایجاد کرد. این سلول‌های خورشیدی به قدری کوچک و منعطف هستند که می‌توانند در ابزار پزشکی مانند ضربان‌ساز قلب مورد استفاده قرار گیرند و با یک نور مصنوعی ضعیف انرژی خود را تامین کنند.

به گزارش گروه علم و فناوری باشگاه خبرنگاران دانشجویی(ایسکانیوز)؛ در سال‌های اخیر فناوری خورشیدی با بالا رفتن بهره‌وری و کاهش هزینه‌های ساخت سلول‌های خورشیدی پیشرفت بسیاری داشته است؛ به طوری که اکثر آمریکایی‌ها از این فناوری برای تامین برق خانه‌های خود استفاده می‌کنند.

به گزارش انجمن صنایع انرژی خورشیدی، 97/2 گیگاوات از برق آمریکا توسط سلول‌های خورشیدی تامین می‌شود. برای درک میزان این انرژی باید بدانید که تقریبا انرژی مورد نیاز برای تامین برق ۱۸ میلیون خانه متوسط است و بیش از ۳ درصد برق ایالات متحده آمریکا را تشکیل می‌دهد.

اما برنامه‌های کاربردی این فناوری در مقیاس کوچک‌تر چطور است؟ انرژی خورشیدی در مقیاس کوچک‌تر البته که مزایایی دارد، اما با مزایای محیط زیستی استفاده از انرژی خورشیدی در مقیاس بزرگ قابل قیاس نیست.

در راستای این پیشرفت‌ها در مقیاس کوچک، محققان دانشگاه شیکاگو سلول‌های خورشیدی‌ای تولید کرده‌اند که اسفنجی است. آنها معتقدند همانطور که تخلخل‌ها به کلوچه و کیک‌های خوشمزه مزه‌ای جالب می‌دهند و آنها را برای استفاده از مربا و کره منعطف می‌کنند، می‌توانند سلول‌های خورشیدی را برای استفاده در مقیاس کوچک مثل ابزار پزشکی بهبود ببخشند.

دانشمندان دانشگاه شیکاگو در مقاله‌ای که به تازگی در مجله «نیچر متریال» منتشر شده، روشی کاملا جدید را برای ساخت سلول‌های خورشیدی شرح می‌دهند که مربوط به تولید حفره‌هایی در لایه بالایی سلول برای متخلخل شدن آن است.

آنها معتقدند که این نوآوری می‌تواند اساس تحول در ساخت ابزار پزشکی باشد. به شکلی که اگر مثلا در یک ضربان‌ساز کم‌تهاجمی برای قلب مورد استفاده قرار گیرد، می‌تواند با یک منبع نور کوچک به حرکت درآید و با این کار، اندازه باتری‌های حجیمی که هم‌اکنون در ضربان‌سازها کاشته می‌شوند، بسیار کاهش یابد.

یکی از اعضای این تیم پژوهشی الکساندر پرومینسکی است که شیمیدان دانشگاه شیکاگوست و در زمینه ابداع روش‌هایی برای اتصال بافت زیسیتی و مواد مصنوعی- مانند سیم برای تعدیل سیگنال‌های مغزی و سطوح مربوط به ایمپلنت‌های پزشکی تخصص دارد.

او در مورد فناوری جدیدشان می‌گوید: یکی از حوزه‌های مورد علاقه محققان ساخت ابزاری است که می‌تواند از نور تغذیه کند. ما با این فناوری در قالب سلول‌های خورشیدی آشنا هستیم، اما باید بدانیم که این فناوری می‌تواند از هر منبع نوری، از جمله منابع نوری مصنوعی، نیز استفاده کند. چنین دستگاه‌هایی در بدن به عنوان سلول‌های فوتوالکتروشیمیایی شناخته می‌شوند که می‌توانند از یک فیبر نوری کوچک کاشته شده در بدن تغذیه کنند.

به طور معمول، سلول‌های خورشیدی به دو لایه نیاز دارند که این لایه‌ها با ترکیب سیلیکون با ماده دیگری مثل طلا یا مخلوط شدن با انواع مختلف اتم‌ها در لایه‌های سیلیکونی ساخته می‌شوند.

اما دانشمندان دانشگاه شیکاگو دریافتند که اگر یک لایه متخلخل مانند اسفنج ایجاد کنند، می‌توانند یک سلول خورشیدی از سیلیکون خالص تولید کنند. سلول نرم و منعطف حاصل می‌تواند کمتر از پنج میکرون ضخامت داشته باشد که تقریبا به اندازه یک گلبول قرمز است. سپس می‌توان آن را با یک فیبر نوری هدایت کرد که ضخامت این نور می‌تواند به نازکی یک تار موی انسان باشد. با این حساب اندازه ایمپلنت‌هایی که در بدن انسان کاشت می‌شوند، به طور قابل‌توجهی کاهش می‌یابد و در نهایت باعث می‌شود بدن دوست‌تر شوند و احتمال ایجاد عوارض جانبی را کاهش دهند.

سلول متخلخل دارای مزایای متعددی نسبت به روش‌های تولید سلول‌های خورشیدی سنتی است که فرآیند تولید را ساده می‌کند و در عین حال کارایی محصول نهایی را حفظ می‌کند. این سلول‌ها را می‌توان در عرض چند دقیقه درست کرد و این فرآیند به دمای بالا یا گازهای سمی هم نیاز ندارد.

کد خبر: 1144688

برچسب‌ها

نظر شما

شما در حال پاسخ به نظر «» هستید.
  • نظرات حاوی توهین و هرگونه نسبت ناروا به اشخاص حقیقی و حقوقی منتشر نمی‌شود.
  • نظراتی که غیر از زبان فارسی یا غیر مرتبط با خبر باشد منتشر نمی‌شود.
  • 8 + 4 =