นักวิจัยสร้างเส้นใยแก้วนำแสง perovskite ออร์แกโนเมทัลลิกผลึกเดี่ยว

เนื่องจากมีประสิทธิภาพที่สูงมากในการขนส่งประจุไฟฟ้าจากแสง เพอร์รอฟสกี้จึงเป็นที่รู้จักในฐานะวัสดุรุ่นต่อไปสำหรับแผงโซลาร์เซลล์และจอแสดงผล LED ทีมงานที่นำโดยดร. Lei Su จาก Queen Mary University of London ได้คิดค้นการประยุกต์ใช้ perovskites ใหม่ล่าสุดในฐานะใยแก้วนำแสง เส้นใยแก้วนำแสงเป็นเส้นลวดเล็กๆ ที่บางพอๆ กับเส้นผมของมนุษย์ ซึ่งแสงเดินทางด้วยความเร็วสูงมาก เร็วกว่าอิเล็กตรอนในสายเคเบิลถึง 100 เท่า ใยแก้วนำแสงขนาดเล็กเหล่านี้ส่งข้อมูลอินเทอร์เน็ตส่วนใหญ่ของเรา ปัจจุบันใยแก้วนำแสงส่วนใหญ่ทำจากแก้ว ใยแก้วนำแสงเพอร์รอฟสไกต์ที่ผลิตโดยทีมของดร.ซู ประกอบด้วยคริสตัลเพอร์รอฟสไคต์เพียงชิ้นเดียว เส้นใยแก้วนำแสงมีความกว้างของแกนต่ำถึง 50 μm (ความกว้างของเส้นผมมนุษย์) และมีความยืดหยุ่นสูง -- สามารถโค้งงอได้ถึงรัศมี 3.5 มม. สมาร์ตโฟน

เมื่อเปรียบเทียบกับผลึกโพลีคริสตัลแล้ว เพอร์รอฟสไคต์ออร์แกโนเมทัลลิกผลึกเดี่ยวมีความเสถียรมากกว่า มีประสิทธิภาพมากกว่า ทนทานกว่า และมีข้อบกพร่องน้อยกว่า ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์จึงพยายามที่จะสร้างเส้นใยแก้วนำแสงเพอร์รอฟสไกต์แบบผลึกเดี่ยว ซึ่งสามารถนำเส้นใยแก้วนำแสงที่มีประสิทธิภาพสูงนี้ไปใช้ได้ ดร. ซู รีดเดอร์ สาขาโฟโตนิกส์แห่งมหาวิทยาลัยควีนแมรีแห่งลอนดอน กล่าวว่า "เส้นใยเพอรอฟสไคต์แบบผลึกเดี่ยวสามารถรวมเข้ากับเครือข่ายใยแก้วนำแสงในปัจจุบัน เพื่อทดแทนส่วนประกอบหลักในระบบนี้ เช่น ในการแปลงแสงและพลังงานที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น สมาร์ตโฟน

ปรับปรุงความเร็วและคุณภาพของเครือข่ายบรอดแบนด์ของเรา' ทีมของดร. ซูสามารถเติบโตและควบคุมความยาวและเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใยเพอรอฟสไคต์ที่เป็นออร์แกโนเมทัลลิกแบบผลึกเดี่ยวได้อย่างแม่นยำในสารละลายของเหลว (ซึ่งมีราคาถูกมากในการใช้งาน) โดยใช้วิธีการเพิ่มอุณหภูมิแบบใหม่ พวกเขาค่อยๆ เปลี่ยนตำแหน่งการให้ความร้อน หน้าสัมผัสของสาย และอุณหภูมิในระหว่างกระบวนการ เพื่อให้แน่ใจว่ามีความยาวเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ในขณะเดียวกันก็ป้องกันการเพิ่มขึ้นแบบสุ่มของความกว้าง ด้วยวิธีการของพวกเขา ความยาวของเส้นใยสามารถควบคุมได้ และส่วนตัดขวางของแกนเส้นใย perovskite สามารถเปลี่ยนแปลงได้ สอดคล้องกับการคาดการณ์ เนื่องจากคุณภาพของผลึกเดี่ยว เส้นใยของเส้นใยจึงมีความเสถียรดีในช่วงหลายเดือน และมีการสูญเสียการส่งผ่านเพียงเล็กน้อย ซึ่งต่ำกว่า 0.7dB/ซม. ซึ่งเพียงพอสำหรับการผลิตอุปกรณ์ออปติก พวกมันมีความยืดหยุ่นสูง (สามารถโค้งงอได้จนถึงรัศมีที่เล็กถึง 3.5 มม.) และค่าโฟโตปัจจุบันที่มากกว่าค่าของโพลีคริสตัลไลน์ (ตัวตรวจจับโฟโต้ดีเทคเตอร์แบบโพลีคริสตัลไลน์ MAPbBr3 มิลลิไวร์ที่มีความยาวใกล้เคียงกัน) ดร. ซูกล่าวว่า 'เทคโนโลยีนี้สามารถนำมาใช้ในการถ่ายภาพทางการแพทย์ในฐานะเครื่องตรวจจับที่มีความละเอียดสูง เส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็กของไฟเบอร์สามารถใช้เพื่อจับภาพพิกเซลที่เล็กกว่ามากเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีล้ำสมัย นั่นหมายถึงการใช้ไฟเบอร์ของเราเพื่อให้เรามีพิกเซลในระดับไมโครเมตร ให้ภาพที่มีความละเอียดสูงขึ้นมากสำหรับแพทย์ในการวินิจฉัยที่ดีและแม่นยำยิ่งขึ้น เรายังสามารถใช้เส้นใยเหล่านี้ในสิ่งทอที่ดูดซับแสงได้ จากนั้นเมื่อเราสวมใส่ เช่น เสื้อผ้าหรืออุปกรณ์ที่มีเส้นใยประเภทนี้ถักทอเป็นสิ่งทอ พวกมันสามารถเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าได้ ดังนั้นเราจึงสามารถมีเสื้อผ้าที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ได้'