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

 

Фотонный кристалл
Фотонный кристалл

Светодиодные технологии и оптоэлектроника: магистратура на стыке образования и индустрии
Открыт набор на первую в России индустриальную программу «Светодиодные технологии и оптоэлектроника» Университета ИТМО

Международная онлайн-дискуссия «Квант будущего»
Фонд Росконгресс, Госкорпорация «Росатом», Российский квантовый центр и научно-популярное издание N+1 завершают серию международных онлайн-дискуссий «Квант будущего», где лидеры индустрии и ведущие мировые ученые обсуждают, как квантовые технологии уже изменили наш мир, и с какими вызовами помогут справиться в будущем.
Заключительная дискуссия «Квантовая революция: профессии будущего и трансформация образования» состоится 8 июля в 17:00 по московскому времени.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Супергибридный материал для хранения водорода. Двумерная соль. Существование виртуальных мультиферроиков подтверждено. Чёрные бабочки. Служение науке и немного поэзии.

Академия - университетам
Е.А.Гудилин, Ю.Г.Горбунова, С.Н.Калмыков
Российская Академия Наук и Московский университет во время пандемии реализовали пилотную часть проекта "Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии". За летний период планируется провести работу по подключению к проекту новых ВУЗов, институтов РАН, профессоров РАН, а также по взаимодействию с новыми уникальными лекторами для развития структурированного сетевого образовательного проекта "Академия - университетам".

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2020
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 16, 17, 18 и 19 июня 2020 г.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2020 году
коллектив авторов
2 - 5 июня пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

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!



 
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.