MATARAM INSIDE

Indonesia – Dapatkan berita terbaru tentang Indonesia. Baca Breaking News on Indonesia diperbarui dan diterbitkan di Maratam Inside

Menggambar dengan trik sulap kimia yang tampaknya sederhana

“Ini lukisan yang akan kita lukis.” Kami berada di laboratorium AMOLF Amsterdam Research Institute. Matahari bersinar. Lukas Helmbrecht menunjukkan ubin putih kecil, seukuran prangko, yang dia tempatkan di bawah lampu UV. Kemudian dia mengambil botol dengan cairan bening dan tidak berwarna. Seperti penyihir yang menunjukkan bahwa dia tidak benar-benar curang, Helmbrecht menyimpan botolnya di bawah lampu UV. “Lihat, tidak ada yang terjadi pada tintanya.”

Dengan menggunakan pipet, dia menyedot sebagian tinta dari botol dan meneteskannya ke ubin. Setelah tetesan tak berwarna mencapai kain putih, itu bersinar hijau cerah. Bahkan di lab yang cerah itu bisa dilihat dengan jelas. Bahan semikonduktor yang memancarkan cahaya hijau tidak hadir sedetik lalu. Itu terbentuk dari reaksi kimia secepat kilat yang terjadi antara tinta dan kain.

Helmbrecht menerima gelar Ph.D. untuk penelitiannya dalam menggambar tinta interaktif pada kanvas reaktif. Helmbrecht dan rekannya menjelaskan teknik baru untuk membuat bahan semikonduktor, yang disebut litografi pertukaran ion. Di pos Itu muncul minggu ini Materi lanjutan.

Nanocrystals dan tinta

Selain efek pada hari-hari terbuka lembaga penelitian, litografi pertukaran ion juga bermanfaat. Ini memperkenalkan metode baru untuk menerapkan semikonduktor, yang cocok untuk industri elektronik. “Dalam elektronik, banyak bahan, termasuk semikonduktor, sering kali harus ditempatkan berdekatan atau di atas satu sama lain,” kata peneliti Amolph Wim Noorduin, yang mengawasi penelitian tersebut. “Misalnya, layar ponsel cerdas Anda terbuat dari semikonduktor di antara lapisan bahan isolasi.” Sekarang ini dilakukan dengan membangunnya lapis demi lapis dan mengebor di antara mereka untuk membuat struktur semikonduktor yang diinginkan. Dengan menggunakan tinta dan kain reaktif, proses produksi ini bisa lebih sederhana. “Kain tersebut adalah insulator. Dengan mengaplikasikan tinta, kami mengubah lapisan atas menjadi semikonduktor. Misalnya, semikonduktor langsung dimasukkan ke dalam bahan insulasi,” kata Nordwin.

READ  Tidak ada diskusi komprehensif tentang kebijakan energi

Bahan semikonduktor yang diproduksi di layar juga merupakan bahan perovskit paling menjanjikan, yang dapat digunakan dalam sel surya, sensor, dan lampu LED. Demo menunjukkan proses yang disebut fotoluminesensi, di mana perovskit memancarkan cahaya hijau dengan diaktifkan oleh sinar ultraviolet. Dalam postingan tersebut, para peneliti juga mendemonstrasikan sifat-sifat LED perovskit dengan memasukkannya ke dalam pengaturan yang memungkinkan arus listrik dikirim melalui material.

Bagaimana cara kerja trik sulap kimia? “Kami menerapkan lapisan kristal karbonat timbal ke kanvas,” kata Nordwin. Nanocrystals ini ribuan kali lebih kecil dari ketebalan rambut dan membentuk lapisan isolasi listrik yang stabil. Anda dapat mengoleskan timbal karbonat di hampir semua permukaan, dari kayu hingga aluminium dan kaca. Ini bukan kejutan. Cat timbal yang sebelumnya digunakan (timbal putih) terdiri dari nanocrystals dan timbal karbonat. “Hanya pada sesuatu yang lembut atau fleksibel lapisan nanocrystals dapat dipecah,” kata Helmbrecht. Anda bisa mengaplikasikannya dengan sederhana, seolah-olah Anda sedang menyiapkan dinding.

Anda bisa mengecat dengan pipet, liner, kuas, semprotan, atau stempel

Setelah lapisan dasar diterapkan, “lukisan” dapat dimulai dengan tinta. “Ini dapat dilakukan dengan pipet, tetapi juga dengan liner, kuas, semprotan, atau stempel,” kata Nordwin. Zat dalam tinta yang menyebabkan reaksi kimia adalah amonium metilbromat. Ini bereaksi dengan timbal karbonat untuk membentuk perovskit semikonduktor.

Produk samping yang terbentuk adalah air, metilamin, dan karbon dioksida2. “Ketiga zat tidak berbahaya ini berbentuk gas atau mudah menguap sehingga tidak tertinggal di kain,” kata Nordwin. Bagi yang peduli dengan gas rumah kaca CO2: Jumlah ini terbatas. “Lebih banyak cangkir cola dilepaskan daripada selama proses ini.” Yang harus Anda perhatikan adalah produk jadi perov-skiet. Ini tidak dapat dibuang setelah digunakan, karena mengandung timbal, yang dapat berbahaya bagi manusia dan lingkungan.

READ  Van Damme, pakar OECD: "Pembelajaran tertunda karena pendekatan Corona ...

Landak laut bercahaya

Teknologi tersebut sekarang terlihat cukup sederhana. Yang Anda butuhkan hanyalah kanvas nanokristalin dan metode pengaplikasian tinta. Selama pertunjukan, penyerap dan lampu UV adalah dua peralatan paling canggih yang digunakan. Tapi butuh waktu bertahun-tahun untuk membuat teknologinya sesederhana itu. “Sebagian besar waktu dihabiskan untuk membuat konsep,” kata Nordwin. “Setelah itu, kami menghabiskan banyak waktu untuk menemukan tinta dan kristal nano yang tepat dan mencari cara terbaik untuk mengaplikasikan lapisan nanokristalin.”

“Inspirasi untuk penelitian ini berasal dari cangkang dan beberapa tulang fosil,” kata Nordwin. “Mereka terbuat dari nanocrystals dan kami bertanya-tanya apakah mereka bisa mengalami perubahan kimiawi.” Ide ini menghasilkan reaksi kimia edisi 2018 yang dikembangkan untuk kerang dan kerangka bulu babi. “Pertama, kami mengubah kalsium karbonat dari kerangka bulu babi menjadi timbal karbonat,” kata Nordwin. Kemudian kami mengecatnya dengan tinta reaktif. Hal ini menyebabkan materi biologis ini tiba-tiba bersinar hijau di bawah sinar ultraviolet. “

Membuat gambar Oleh Marie Curie, menggunakan stensil dan semprotan.
Bahan Foto Tingkat Lanjut

Helmbrecht menunjukkan bahwa teknologi tersebut juga bekerja dalam skala yang lebih besar dengan menutupi ubin kamar mandi dengan kristal nano. Dengan menggunakan stensil dan airbrush, ia melukis gambar lampu hijau fisikawan dan ahli kimia pemenang Hadiah Nobel, Marie Skaudo-Ska-Curie. Selama mesin yang Anda gunakan untuk mengaplikasikan tinta cukup besar, tidak ada batasan untuk ukuran permukaan interaktif, kata Helmbrecht. “Minimum ditentukan oleh ukuran nanocrystals individu.” Anda bisa membuat pola-pola kecil dengan mengaplikasikan tinta ke kanvas dengan cap yang halus. Karena tinta tidak berfungsi, tetesan mikrometer juga menghasilkan bintik mikrometer.

Piksel yang diperbesar Dari perov-skite, terpisah 1 μm.
Bahan Foto Tingkat Lanjut

“Ini adalah penelitian yang sangat inovatif dan teknologi yang menjanjikan,” kata Joost Rick, seorang profesor kimia di Universitas Amsterdam yang tidak terlibat dalam penelitian tersebut. “Kombinasi pertukaran ion dan litografi sangat bagus. Ini membuat teknologi mudah diterapkan dan akan sangat meningkatkan jumlah kemungkinan. Selain aplikasi yang bersifat estetika, seperti seni, saya melihat kemungkinan untuk mengubah sinar matahari menjadi energi, dan aplikasi optoelektronik lainnya, antara lain. “

READ  Coronablog - Semakin sedikit area hijau di peta Corona Eropa, pendaftaran di negara kita terus meningkat

Hijau, merah, atau biru

Dengan mengganti kain dan tinta, peneliti juga bisa membuat bahan lain selain perovskit yang memancarkan cahaya hijau. “Kami telah mengembangkan tinta perovskit yang memancarkan cahaya merah atau biru,” kata Nordwin. Anda bisa menggambarnya berdampingan di kanvas. Secara teori, dimungkinkan juga untuk membuat bahan konduktif, isolator atau bahkan elektronik terintegrasi yang kompleks dengan menggunakan formula tinta tekstil yang sesuai. “Misalnya, kami bekerja dengan kelompok penelitian lain di AMOLF yang mengkhususkan diri pada sel surya,” kata Nordwin. Kanvas hijau bercahaya di bawah lampu UV hanyalah titik awal untuk banyak aplikasi yang dimiliki peneliti dalam teknologi ini.