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

 

Взрыв сверхновой
Взрыв сверхновой

Наносистемы: физика, химия, математика (2024, Т. 15, № 2)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume15/15-2
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2024, Т. 15, № 1)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume15/15-1
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 5)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-5
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2024 году
коллектив авторов
29 – 31 мая пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2023 году
коллектив авторов
30 мая - 01 июня пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

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.



 
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.