Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рисунок 1 - Иллюстрация перехода азобензола, связанного с углеродными нанотрубками, в метастабильно состояние. Белым, серым, синим и красным цветом обозначены атомы H, C, N и O соответственно; УНТ показаны светло-серым цветом (Nano Letters)
Рисунок 2 - Переход азобензола из транс- в цис-форму при облучении светом (Википедия)
Рисунок 3 - Пространственная структура азобензола/УНТ до поглощения кванта света (транс-форма) (Nano Letters)
Рисунок 4 - Зависимость энергии от расстояния между молекулами (Nano Letters)
Рисунок 5 - Сравнение объемной плотности энергии азобензола/УНТ и литий-ионных батарей и чистого азобензола (Nano Letters)

Солнечный симбиоз

Ключевые слова:  азобензол, углеродная нанотрубка, фотоэлемент

Опубликовал(а):  Клюев Павел Геннадиевич

04 сентября 2011

Ученые из Массачусетского технологического института (MIT) предлагают использовать азобензол в тандеме с углеродными нанотрубками для преобразования и хранения солнечной энергии. Необходимо отметить, что азобензол уже рассматривался в качестве "платформы" для сохранения солнечной энергии, однако не оправдал ожиданий. На углеродной нанотрубке молекулы азобензола находятся в упорядоченном "кристаллоподобном состоянии" (рис.1), в чем есть свои преимущества, в отличие от беспорядочно расположенных молекул азобензола в растворе (Прим.перев.: о получении комплекса азобензол/УНТ можно прочитать в статье "Photoinduced anisotropic response of azobenzene chromophore functionalized multiwalled carbon nanotubes", опубликованной в JAP).

При поглощении кванта света молекула азобензола переходит в метастабильное состояние с бОльшей энергией. Переход в метастабильное состояние сопровождается фотоиндуцированной изомеризацией молекулы азобензола (переходом из транс- в цис-форму (рис.2)). Находясь в метастабильном состоянии, молекула "хранит" долю энергии, равную разности энергий молекулы в основном (до поглощения кванта света) и возбужденном (метастабильном) состоянии. Для высвобождения этой энергии (перехода в основное состояние) молекула должна преодолеть потенциальный барьер. Чем меньше высота потенциального барьера и чем больше разность энергий, тем выше КПД такого устройства.

В своей работе ученые выполнили теоретические исследования, оценивая возможность использования азобензола/УНТ в качестве "аккумуляторов" солнечной энергии. Несмотря на то, что КПД такого устройства пока очень низок и составляет немногим более 7% (с учетом эффективности поглощения солнечного излучения в соответствующем диапазоне длин волн), комплекс азобензола с углеродными нанотрубками обладает рядом преимуществ:

  • Как видно из теоретических графиков величина запасаемой энергии в случае "плотной" упаковки молекул азобензола на УНТ больше на 0,2 эВ (показано стрелкой на рис.4);
  • В системе азобензол/УНТ число фотоактивных молекул азобензола в единице объема существенно выше, чем в растворе, поэтому объемная плотность энергии в азобензол/УНТ в 5-7 раз выше, чем в растворе азобензола и сравнима с объемной плотностью энергии литий-ионных батарей (рис.5);
  • Можно контролировать плотность упаковки азобензола, диаметр УНТ, ориентацию адсорбированных молекул и любых функциональных групп относительно УНТ.

По материалам Nano Letters




Комментарии
Юный максималист, 05 сентября 2011 22:37 
даешь пиф-паф, модератор!

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Ковер Серпинского
Ковер Серпинского

Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в конференции “ГРАФЕН: МОЛЕКУЛА И 2D КРИСТАЛЛ”
Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в конференции “ГРАФЕН: МОЛЕКУЛА И 2D КРИСТАЛЛ” 5-9 августа 2019 года в Новосибирске

I МОСКОВСКАЯ ОСЕННЯЯ МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО ПЕРОВСКИТНОЙ ФОТОВОЛЬТАИКЕ
14-15 октября 2019 года состоится школа - конференция молодых ученых - I Московская осенняя международная конференция по перовскитной фотовольтаике (Moscow Autumn Perovskite Photovoltaics International Conference – MAPPIC-2019).

Золото России на Международной Химической Олимпиаде
30 июля в Париже завершилась 51-я Международная химическая олимпиада. Она была рекордной по числу участников - 309 школьников из более, чем 80 стран. Олимпиада прошла под девизом "Двигаем науку вместе" ("Make the science together"). Сборная России на олимпиаде завоевала 4 золотые медали и в медальном зачете поделила 1-2 место с командой Кореи. Победителями стали Михаил Матвеев (Вологда) и три москвича - Даниил Бардонов, Алексей Шишкин и Никита Чернов.

3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве
И.В.Яминский
Материалы лекции проф. МГУ, д.ф.-м.н., генерального директора Центра Перспективных технологий И.В.Яминского "3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве". 3D принтер, сканирующий зондовый микроскоп и фрезерный станок. Что общего между ними? Как конструировать их своими руками? Небольшой экскурс в практические нанотехнологии. Поучительная история о создании сканирующего туннельного микроскопа. От идеи до нобелевской премии за 5 лет. Взгляд в микромир – от атомов и молекул до живых клеток. Как взвесить массу одного атома? Вирусы и бактерии – наши друзья или враги? Медицинские приложения нанотехнологий – нанобиосенсоры для обнаружения биологических агентов.

Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники
В.А.Кецко
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. В сообщении даны материалы лекции д.х.н., в.н.с. ИОНХ РАН В.А.Кецко "Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники".

Лекции и семинары от ФНМ МГУ на Нанограде
Е.А.Гудилин
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. Ниже даны материалы лекций и семинаров представителя ФНМ МГУ проф., д.х.н. Е.А.Гудилина.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.