Bij de productie van glas voegden alchemisten uit de middeleeuwen verschillende stoffen toe aan de gesmolten massa, waaronder goud- en zilverchloride, en verkregen prachtige kleuren. Toen de zonnestralen door de glas-in-loodramen van de tempels gingen, werden unieke tinten van allerlei combinaties verkregen.
Het lijkt misschien ongelooflijk, maar toen al (nogal per ongeluk!) Werd Quantum Dot-nanotechnologie ontdekt, waarvan de praktische toepassing in de elektronica nu pas aan kracht wint. Vandaag haasten we ons na het werk elke dag naar de tv om opnieuw te genieten van het realistische beeld dat op het scherm wordt weergegeven.
TV-mijlpalen
Sinds de jaren 50 van de vorige eeuw, toen de tv gemeengoed werd in onze huizen, is hij verbeterd, gaande van een grote doos met een beeldbuis naar een plat, bijna gewichtloos plasma in de hele muur, waarbij achtereenvolgens afkortingen in het gegevensblad worden gewijzigd: LCD, LED, HD, 3D … En nu staan we aan de vooravond van een volledig nieuwe QD (Quantum Dot) -technologie.
Aan het begin van het televisietijdperk werd het beeld alleen in zwart-wit verkregen, hoewel het onderzoek naar de overdracht van het hele palet op het scherm in volle gang was, en na een zeer korte tijd konden kijkers al genieten van het kleurenbeeld. Lcd-tv's, die begin jaren 2000 erg populair waren, namen het stokje over. Ze werden vervangen door lcd-tv's. De beeldkwaliteit en kleurweergave worden sterk verbeterd door de achterkant van het scherm te verlichten met LED's.
Promotie video:
Achter elke afkorting staat een enorme hoeveelheid werk van wetenschappers en industriëlen die nieuwe technologieën in de praktijk hebben gebracht. En nu zien we het resultaat van hun werk elke dag, terwijl we een realistisch beeld van de gebeurtenissen observeren zonder het huis te verlaten.
Het tijdperk van de kwantumdot is alweer voorbij
En nu, bijna 10 eeuwen na de onvrijwillige ontdekking van middeleeuwse alchemisten, werden kwantumstippen onmiddellijk herontdekt door twee wetenschappers - de Russische natuurkundige A. Yekimov in 1980 en de Amerikaanse chemicus Louis E. Bruce in 1982.
Ze ontdekten dat het breken van een halfgeleidend materiaal in de aanwezigheid van nanodeeltjes (die niet veel groter zijn dan watermoleculen) volledig nieuwe materiaaleigenschappen onthult.
Wetenschappers hebben een belangrijke ontdekking gedaan: de golflengte die door elk deeltje wordt uitgezonden, is afhankelijk van hun grootte. Hierdoor is het mogelijk om alle kleuren in het voor het menselijk oog zichtbare bereik weer te geven. Wat veroorzaakte dit fenomeen? Het veranderen van de energie van de "band gap", een van de fundamentele kenmerken van een halfgeleider.
Welke conclusie kan uit deze informatie worden getrokken? Als de hoeveelheid energie van quantum dots kan worden gecontroleerd door het uitgaande signaal, kunnen ze perfect worden gebruikt om alle kleuren van de regenboog over te brengen.
Een belangrijke ontdekking
Professor Paul Alivisatos van de Universiteit van Californië, die nanotechnologie studeert, nam de structuur van het menselijk oog onder de loep. Hij realiseerde zich dat voor een betere waarneming van een televisiebeeld, de lichtstraling van het beeldscherm moet overeenkomen met de natuurlijke straling waaraan de receptoren van het menselijke gezichtsorgaan gewend zijn.
En hier is wat Dr. Alivisatos deed. Door nanodeeltjes (die miljardenfracties van een meter in diameter zijn) in zijn laboratorium te bestuderen, verfijnde hij de productie van nanokristallen, nu bekend als quantum dots.
Van theorie tot praktische uitvoering - een stap
Het bleek dus dat veel van de revolutionaire ontdekkingen van vandaag op het gebied van nanotechnologie hun wortels hebben in het verre (of niet zo verre verleden). Middeleeuwse alchemisten ontdekten heel toevallig, op een intuïtief niveau, een manier om kwantumstippen in de praktijk te gebruiken.
Zoals we hebben gezien, wanneer kwantumstippen in contact komen met licht, zetten ze deze stralingsenergie om in vrijwel elke kleur in het zichtbare spectrum. "De kwantumstippen op het scherm worden perfect waargenomen door onze ogen en kunnen daarom kleuren realistisch weergeven", zei Dr. Alivisatos.
Het gebruik van quantum dot-technologie zal de productiekosten verlagen en de levensduur van apparaten verlengen, maar praktisch gebruik is het nog niet. Feit is dat de prototypes nu cadmium gebruiken, dat buitengewoon giftig is voor het menselijk lichaam. Samsung Corporation, die beweert een praktische toepassing van de technologie te zijn, zegt echter dat het een paar jaar zal duren om de kloof tussen theorie en praktijk te overbruggen. Het gebruik van nanodeeltjes voor beeldoverdracht is een vraag voor de nabije toekomst.
Marina Popova
