تم تطوير نظام مختبر ذاتي ثوري من قبل الباحثين في الولايات المتحدة الأمريكية يمكنه تحديد المواد ذات الأداء العالي بسرعة للتطبيقات المحددة. يحمل النظام الذكي الاسم “سمارت دوب” ولديه القدرة على تسريع عملية اكتشاف وتطوير المواد المتقدمة لأجهزة الفوتوإلكترونيات وتقنية الفوتونيات.
قاد الفريق البحثي ميلاد أبولحصاني، مهندس كيميائي من جامعة نورث كارولاينا، وتركز على تحدي تخليق أفضل نقاط الكم المساعدة ، وهي نانوكريستالات نصف موصلة يتم تطبيق شوائب بها بشكل مدروس لتعزيز خواصها الضوئية والفيزيكوكيميائية. تحمل هذه النقاط الكم المساعدة وعودًا كبيرة لأجهزة الطاقة الشمسية من الجيل القادم ، مثل الخلايا الشمسية.
من التقليد لاستغرق حوالي عشر سنوات من التجارب المختبرية لتحديد تقنية التخليق الأمثل لنقاط الكم عالية الجودة. ومع ذلك، يمكن تقليل هذا الوقت إلى ساعات أو أيام من خلال تنفيذ “سمارت دوب”.
يعمل النظام الذاتي بشكل دوري مغلق. يقدم الباحثون للنظام المواد الأولية ويحددون هدفهم ، مثل العثور على نقاط الكم المساعدة بيرزايت مولدة بشوائب نقية بأعلى عائد كمي. يقوم النظام بعدها بتنفيذ التجارب تلقائيًا، ويتلاعب في المتغيرات ويحدد خواص الإضاءة المنتجة لنقاط الكم. تقوم خوارزميات التعلم الآلي بتحليل النتائج وتحديث فهمها المستمر للكيمياء التخليقية، مما يتيح للنظام تحسين خواص نقاط الكم وتحديد وصفة الأفضل لإنتاجها بسرعة.
استخدم الباحثون بنجاح “سمارت دوب” لتحديد الطريقة المثلى لتخليق نقاط الكم المساعدة لهاليد بيروفسكيت الرصاص المشوبة بأيونات معدنية. في يوم واحد فقط، حقق النظام قدرة استقطاب ضوء الكم القياسية بنسبة 158%، متجاوزًا الرقم القياسي السابق البالغ 130%.
تتضمن آثار هذا العمل أهمية كبيرة، خاصة في مجال الطاقة المتجددة. قدرة “سمارت دوب” على تحديد المواد الوظيفية المتقدمة بسرعة وتحسينها تفتح آفاقًا جديدة لتحسين كفاءة الخلايا الشمسية. يقوم الباحثون حاليًا بتحسين النظام بشكل مستمر واستكشاف تعاون مع شركاء صناعيين لتنفيذ “سمارت دوب” في الواقع. الهدف هو الاستفادة من قوة المختبرات الذاتية لدفع التطورات السريعة في الكيمياء وعلم المواد.
The source of the article is from the blog portaldoriograndense.com