.Quantum Breakthrough Allows Researchers To Create “Previously Unimaginable Nanocrystals”
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양자 혁신으로 연구자들이 이전에는 상상도 못했던 나노크리스털을 만들 수 있게 됨
화학 양자 혁신으로 연구자들이 "이전에는 상상도 못했던 나노크리스털"을 만들 수 있게 됨 시카고 대학교 에서 제공2024년 11월 27일, 물리학 양자점 빛 개념 용융염 방법은 양자점에 대한 새로운 소재를 열어 기술적, 과학적 잠재력을 확장했습니다. (작가의 개념) 출처: SciTechDaily.com
유기 용매를 용융염으로 대체함으로써 연구자들은 "이전에 상상할 수 없었던 나노결정"을 만들 수 있습니다. 양자점이라고 알려진 반도체 나노결정 유형은 순수 과학의 최전선을 확장하고 있을 뿐만 아니라 레이저, 양자 QLED 텔레비전 및 디스플레이, 태양 전지, 의료 기기 및 기타 전자 제품을 포함한 실용적 응용 분야에서도 중요한 역할을 합니다. 최근 Science 에 발표된 이러한 미세한 결정을 성장시키는 새로운 기술은 유용한 유형의 양자점을 만드는 새롭고 효율적인 방법을 발견했을 뿐만 아니라 미래 연구자들이 탐구할 수 있는 완전히 새로운 화학 소재의 길을 열었습니다.
"전 세계 연구자들이 이 기술을 이용해 이전에는 상상도 못했던 나노결정을 제조하는 모습을 보는 게 흥미롭습니다." 시카고대 탈라핀 연구실 의 전 박사후 연구원인 저자 저스틴 온드리는 이렇게 말했습니다 . 시카고 대학 , 캘리포니아 대학 버클리, 노스웨스턴 대학 , 콜로라도 볼더 대학 및 Argonne National Laboratory 의 연구자들이 포함된 팀은 일반적으로 나노결정을 만드는 데 사용되는 유기 용매를 녹은 소금(말 그대로 구운 감자에 뿌려 먹는 종류의 과열된 염화나트륨)으로 대체하여 이러한 놀라운 결과를 얻었습니다.
"염화나트륨은 여러분의 생각으로는 액체가 아니지만, 그것을 엄청난 온도로 가열해서 액체가 되게 한다고 가정해 보세요. 액체처럼 보입니다. 물과 비슷한 점도를 가지고 있습니다. 무색입니다. 유일한 문제는 아무도 이 액체를 콜로이드 합성을 위한 매개체로 고려하지 않았다는 것입니다." 시카고대 프리츠커 분자공학과(UChicago PME)와 화학과의 드미트리 탈라핀 교수가 말했습니다.
왜 소금인가? 양자점은 널리 상업적으로 이용될 뿐만 아니라 이를 발견한 팀에게 수여된 최근 2023년 노벨 화학상 덕분에 널리 알려진 나노결정 중 하나입니다 . "나노 세계에서 응용 측면에서 사회에 영향을 미친 재료가 있다면 그것은 양자점입니다." 논문의 공동 저자인 UC 버클리 교수 에란 라바니의 말이다. 하지만 노벨상을 포함한 양자점에 대한 이전 연구의 대부분은 주기율표의 2족과 6족 원소의 조합을 사용하여 성장된 점을 중심으로 진행되었다고 라바니는 말했습니다. 이를 "II-VI"(2-6) 소재라고 합니다. 양자점에 더욱 유망한 물질은 주기율표의 다른 곳에서 찾을 수 있습니다.
용융염 양자점 레이저, TV, 태양 전지, 의료 기기 및 기타 전자 제품에 사용되는 유형의 갈륨 비소화 양자점의 콜로이드 용액은 자외선 아래에서 빛납니다. 이는 UChicago의 Talapin Lab에서 개발한 획기적인 기술을 사용하여 성장되었으며, 이 기술은 나노결정을 성장시키는 연구자들에게 새로운 소재 세계를 열어줍니다. 출처: University of Chicago/Talapin Lab 제공
주기율표의 3, 5족(III-V 물질)에서 발견되는 물질은 가장 효율적인 태양 전지, 가장 밝은 LED, 가장 강력한 반도체 레이저, 가장 빠른 전자 장치에 사용됩니다. 이들은 잠재적으로 훌륭한 양자점을 만들 수 있지만, 몇 가지 예외를 제외하면, 용액에서 나노결정을 성장시키는 데 사용하는 것은 불가능했습니다. 이러한 물질을 만드는 데 필요한 온도는 알려진 유기 용매에는 너무 높았습니다. 녹은 소금은 열을 잘 견디기 때문에 이전에는 접근이 불가능했던 물질도 접근 가능하게 되었습니다.
"Talapin 교수의 그룹이 처음으로 개척한 용융염 합성의 이 독특한 발전은 이전에 콜로이드 합성으로는 간단히 얻을 수 없었던 많은 재료입니다." Argonne National Laboratory와 Northwestern University에서 공동 임명을 받은 공동 저자 Richard D. Schaller가 말했습니다. "이제 이러한 새롭게 이용 가능한 재료 중 많은 것으로 기본적 발전과 응용적 발전이 이루어질 수 있으며 동시에 커뮤니티에서 이용할 수 있는 완전히 새로운 합성의 경계가 있습니다."
양자 시대 새로운 논문의 두 번째 저자이자 시카고 대학원생인 지르이 저우(Zirui Zhou)는 나노결정을 합성하는 연구자들이 용융염을 간과한 이유 중 하나는 용융염의 강한 극성 때문이라고 말했습니다. 소금의 양전하 이온과 음전하 이온은 서로를 향해 강한 인력을 가지고 있습니다. 나노크리스탈과 같은 작은 것들은 표면 전하가 작기 때문에 연구자들은 소금의 이온들이 끌어당길 때 전하가 너무 약해서 밀어낼 수 없을 것이라고 가정했습니다.
성장하는 결정은 안정된 물질을 형성하기 전에 으깨질 것입니다. 이전 연구자들은 그렇게 생각했습니다. "놀라운 관찰입니다." 저우가 말했다. "이것은 과학자들이 전통적으로 이러한 시스템에 대해 생각하는 것과 매우 모순됩니다." 새로운 기술은 더 뛰어나고 빠른 양자 컴퓨터와 고전적 컴퓨터를 위한 새로운 구성 요소를 의미할 수 있지만, 연구팀의 많은 사람들에게 정말로 흥미로운 부분은 연구를 위한 새로운 소재를 여는 것입니다.
"인간 역사의 많은 시대는 인간이 이용할 수 있었던 재료에 의해 정의됩니다. '청동기 시대'나 '철기 시대'를 생각해보세요." 온드리가 말했습니다. "이 연구에서 우리는 미래 기술을 가능하게 할 거의 12개의 새로운 나노크리스털 조성을 합성하는 능력을 잠금 해제했습니다."
참고문헌: Justin C. Ondry, Zirui Zhou, Kailai Lin, Aritrajit Gupta, Jun Hyuk Chang, Haoqi Wu, Ahhyun Jeong, Benjamin F. Hammel, Di Wang, H. Christopher Fry, Sadegh Yazdi, Gordana Dukovic, Richard D. Schaller, Eran Rabani 및 Dmitri V. Talapin의 "용융 무기 염의 환원 경로는 III-V 반도체 나노결정의 콜로이드 합성을 가능하게 함", 2024년 10월 24일, Science . DOI: 10.1126/science.ado7088
mssoms
메모 2411281038 소스1.분석_【】
1.
양자 혁신으로 연구자들이 이전에는 상상도 못했던 나노크리스털을 만들 수 있게 됨.
[1]용융염 방법은 양자점에 대한 새로운 소재를 열어 기술적, 과학적 잠재력을 확장]했다. 유기 용매를 용융염으로 대체함으로써 연구자들은 이전에 상상할 수 없었던 나노결정을 만들 수 있다.
_[1】물질은 원소로 분자를 이루고 새로운 물질은 불의 새로운 용융 기술의 발견으로 진보된 첨단 문명 세계를 연다.
이제 포괄적인 나노.팸토 그이하의 소립자 물질들은 qpeoms dark_energy.qms.qvixer의 순간적 용융점 1000억도 이상의 불맛을 통해 더 정교하고 다양한 신소재 우주의 소립자에서 중성자가 수천억개 포함된 동위원소 pms.tsp까지, 그리고 일반 양자물질,나노물질들까지 광범위하고 무제한.무한정 개발할 수 있다. 어허.
2.
양자점이라고 알려진 반도체 나노결정 유형은 순수 과학의 최전선을 확장하고 있을 뿐만 아니라 레이저, 양자 QLED 텔레비전 및 디스플레이, 태양 전지, 의료 기기 및 기타 전자 제품을 포함한 실용적 응용 분야에서도 중요한 역할을 한다.
이제 [2]미세한 결정을 성장시키는 새로운 기술]은 유용한 유형의 양자점을 만드는 새롭고 효율적인 방법을 발견했을 뿐만 아니라 미래 연구자들이 탐구할 수 있는 완전히 새로운 화학 소재의 길을 열었다. 이 기술을 이용해 이전에는 상상도 못했던 나노결정을 제조하는 모습을 보는 게 흥미롭다.
일반적으로 나노결정을 만드는 데 사용되는 [2-1]유기 용매를 녹은 소금(말 그대로 구운 감자에 뿌려 먹는 종류의 과열된 염화나트륨)으로 대체]하여 이러한 놀라운 결과를 얻었다.
왜 소금인가?
양자점은 널리 상업적으로 이용될 뿐만 아니라 이를 발견한 팀에게 수여된 최근 2023년 노벨 화학상 덕분에 널리 알려진 나노결정 중 하나이다. 나노 세계에서 응용 측면에서 사회에 영향을 미친 재료가 있다면 그것은 양자점이다.
_[2ㅡ1】소금으로 나노물질을 만드는 신기술은 용융염 제조방법이다. 소금은 물과 점도가 비슷하여 잘녹고 엄청난 열로 액화되며 열에 강하고 독성을 가졌다. 그리고 유일한 문제는 아무도 이 액체를 콜로이드 합성을 위한 매개체로 고려하지 않았다는 것이다.
소금물은 내부에 농도 차이로 물질의 입자크기를 제한하는 삼투압 현상을 응용하면 반도체의 양자점 나노급 입자 물질의 균일한 크기를 구현해낸다. msbase는 농도가 짙은 소금물과 같아서 qpeoms 물을 무한정 흡수한다.
역으로, 압력을 가하면 물만 빠져나가듯 *기본 농도(new)의 msbase물질이 존재할듯 하다. 어허. 우주배경 복사도 암흑에너지 소금과와 보통물질인 물과의 삼투압 msbase.qpeoms.utern 관계일 수 있다. 어허.
더불어, 소금도 일종에 화학구조의 안정성을 가진 [2ㅡ2]완성된 퍼즐]이기 때문에, sms.vix.ain의 유형이면 이들이 qms.qvixer를 이뤄 중합된 초점이 용융점을 만든다면 또다시 qpeoms 내부에 tsp와 다른 성격의 양자 미세구조가 존재한다. 어허.
_[2ㅡ2】완성된 고유분자의 퍼즐은 일종에 qms.qvixer의 합성체 단위블록으로 취급된다. 으음. 엄청난 잠재력을 가진거다. 어허.
2ㅡ3.
양자점에 더욱 유망한 물질은 주기율표의 다른 곳에서 찾을 수 있다. 레이저, TV, 태양 전지, 의료 기기 및 기타 전자 제품에 사용되는 유형의 갈륨 비소화 양자점의 콜로이드 용액은 자외선 아래에서 빛난다.
이는 Lab에서 개발한 획기적인 기술을 사용하여 성장되었으며, 이 기술은 나노결정을 성장시키는 연구자들에게 새로운 소재 세계를 열어준다. 주기율표의 3, 5족(III-V 물질)에서 발견되는 물질은 가장 효율적인 태양 전지, 가장 밝은 LED, 가장 강력한 반도체 레이저, 가장 빠른 전자 장치에 사용된다. 이들은 잠재적으로 훌륭한 양자점을 만들 수 있지만, 몇 가지 예외를 제외하면, 용액에서 나노결정을 성장시키는 데 사용하는 것은 불가능했다. 이러한 물질을 만드는 데 필요한 온도는 알려진 유기 용매에는 너무 높았다.
그리고 녹은 소금은 열을 잘 견디기 때문에 이전에는 접근이 불가능했던 물질도 접근 가능하게 되었다. 팀이 처음으로 개척한 용융염 합성의 이 독특한 발전은 이전에 콜로이드 합성으로는 간단히 얻을 수 없었던 많은 재료이다. 이제 이러한 새롭게 이용 가능한 재료 중 많은 것으로 기본적 발전과 응용적 발전이 이루어질 수 있으며 동시에 커뮤니티에서 이용할 수 있는 완전히 새로운 합성의 경계가 있다.
3ㅡ1.
양자 시대의 나노결정을 합성하는 연구자들이 용융염을 간과한 이유 중 하나는 용융염의 강한 극성 때문이라고 말했다.
소금의 양전하 이온과 음전하 이온은 서로를 향해 강한 인력을 가지고 있다. 나노크리스탈과 같은 작은 것들은 표면 전하가 작기 때문에 연구자들은 소금의 이온들이 끌어당길 때 전하가 너무 약해서 밀어낼 수 없을 것이
라고 가정했다. 성장하는 결정은 안정된 물질을 형성하기 전에 으깨질 것이다. 놀라운 관찰이다. 이것은 과학자들이 전통적으로 이러한 시스템에 대해 생각하는 것과 매우 모순된다.
4.
새로운 기술은 더 뛰어나고 빠른 양자 컴퓨터와 고전적 컴퓨터를 위한 새로운 구성 요소를 의미할 수 있지만, 연구팀의 많은 사람들에게 정말로 흥미로운 부분은 연구를 위한 새로운 소재를 여는 것이다.
인간 역사의 많은 시대는 인간이 이용할 수 있었던 재료에 의해 정의된다. 청동기 시대나 철기 시대를 생각해보라.이 연구에서 우리는 미래 기술을 가능하게 할 거의 12개의 새로운 나노크리스털 조성을 합성하는 능력을 잠금 해제했다.
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