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La fotocellula a film sottile più sottile

16.12.2021

Gli ingegneri della Stanford University hanno creato una cella solare utilizzando dicalcogenuri di metalli di transizione (TMD) su un substrato flessibile di poliammide. Il loro prototipo ha mostrato un'efficienza record per tali celle solari a film sottile - 5,1%.

Gli autori dello studio ritengono di poter raggiungere una cifra del 27% ottimizzando le caratteristiche ottiche ed elettriche. Il prototipo ha anche un rapporto massa-potenza 100 volte maggiore rispetto a qualsiasi cella solare PDM precedentemente sviluppata: 4,4 watt per grammo. Ma gli scienziati si aspettano di raggiungere 46 W / grammo.

Il prototipo del team di Stanford include diseleniuro di tungsteno e contatti in oro rivestiti con uno strato spesso di un atomo di grafene conduttivo. Tutto questo è racchiuso tra un polimero flessibile e un rivestimento antiriflesso che migliora l'assorbimento della luce. La cella solare completamente assemblata ha uno spessore inferiore a 6 micron, che è 15 volte più sottile di un foglio di carta.

Il materiale principale delle celle solari commerciali è il silicio. L'efficienza di tali fotopannelli è quasi del 30%, ma sono troppo pesanti e rigidi per essere utilizzati dove sono necessarie flessibilità e leggerezza. Sebbene i DPM siano molto promettenti, sono sottili e non contengono sostanze chimiche tossiche.

La leggerezza e l'elevata potenza sono di fondamentale importanza per vari dispositivi indossabili, sensori autonomi, veicoli aerospaziali ed elettrici.

I PDM sono anche biocompatibili, quindi possono essere utilizzati in dispositivi indossabili che richiedono il contatto diretto con la pelle o i tessuti umani.

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Macchina per diradare i fiori nei giardini 02.05.2024

Nell'agricoltura moderna si sta sviluppando il progresso tecnologico volto ad aumentare l'efficienza dei processi di cura delle piante. Presentata in Italia l'innovativa macchina per il diradamento dei fiori Florix, progettata per ottimizzare la fase di raccolta. Questo attrezzo è dotato di bracci mobili, che permettono di adattarlo facilmente alle esigenze del giardino. L'operatore può regolare la velocità dei fili sottili controllandoli dalla cabina del trattore tramite joystick. Questo approccio aumenta significativamente l'efficienza del processo di diradamento dei fiori, offrendo la possibilità di adattamento individuale alle condizioni specifiche del giardino, nonché alla varietà e al tipo di frutto in esso coltivato. Dopo due anni di test della macchina Florix su diverse tipologie di frutta, i risultati sono stati molto incoraggianti. Agricoltori come Filiberto Montanari, che utilizza una macchina Florix da diversi anni, hanno riscontrato una significativa riduzione del tempo e della manodopera necessari per diluire i fiori. ... >>

Microscopio infrarosso avanzato 02.05.2024

I microscopi svolgono un ruolo importante nella ricerca scientifica, consentendo agli scienziati di approfondire strutture e processi invisibili all'occhio. Tuttavia, vari metodi di microscopia hanno i loro limiti e tra questi c'è la limitazione della risoluzione quando si utilizza la gamma degli infrarossi. Ma gli ultimi risultati dei ricercatori giapponesi dell'Università di Tokyo aprono nuove prospettive per lo studio del micromondo. Gli scienziati dell'Università di Tokyo hanno presentato un nuovo microscopio che rivoluzionerà le capacità della microscopia a infrarossi. Questo strumento avanzato consente di vedere le strutture interne dei batteri viventi con sorprendente chiarezza su scala nanometrica. In genere, i microscopi nel medio infrarosso sono limitati dalla bassa risoluzione, ma l’ultimo sviluppo dei ricercatori giapponesi supera queste limitazioni. Secondo gli scienziati, il microscopio sviluppato consente di creare immagini con una risoluzione fino a 120 nanometri, ovvero 30 volte superiore alla risoluzione dei microscopi tradizionali. ... >>

Trappola d'aria per insetti 01.05.2024

L’agricoltura è uno dei settori chiave dell’economia e il controllo dei parassiti è parte integrante di questo processo. Un team di scienziati dell’Indian Council of Agricultural Research-Central Potato Research Institute (ICAR-CPRI), Shimla, ha trovato una soluzione innovativa a questo problema: una trappola per insetti alimentata dal vento. Questo dispositivo risolve le carenze dei metodi tradizionali di controllo dei parassiti fornendo dati sulla popolazione di insetti in tempo reale. La trappola è alimentata interamente dall'energia eolica, il che la rende una soluzione ecologica che non richiede energia. Il suo design unico consente il monitoraggio sia degli insetti dannosi che utili, fornendo una panoramica completa della popolazione in qualsiasi area agricola. “Valutando i parassiti target al momento giusto, possiamo adottare le misure necessarie per controllare sia i parassiti che le malattie”, afferma Kapil ... >>

La minaccia dei detriti spaziali al campo magnetico terrestre 01.05.2024

Sempre più spesso sentiamo parlare di un aumento della quantità di detriti spaziali che circondano il nostro pianeta. Tuttavia, non sono solo i satelliti e i veicoli spaziali attivi a contribuire a questo problema, ma anche i detriti di vecchie missioni. Il crescente numero di satelliti lanciati da aziende come SpaceX crea non solo opportunità per lo sviluppo di Internet, ma anche gravi minacce alla sicurezza spaziale. Gli esperti stanno ora rivolgendo la loro attenzione alle potenziali implicazioni per il campo magnetico terrestre. Il dottor Jonathan McDowell del Centro di astrofisica di Harvard-Smithsonian sottolinea che le aziende stanno rapidamente implementando costellazioni di satelliti e il numero di satelliti potrebbe crescere fino a 100 nel prossimo decennio. Il rapido sviluppo di queste armate cosmiche di satelliti può portare alla contaminazione dell'ambiente plasmatico terrestre con detriti pericolosi e una minaccia per la stabilità della magnetosfera. I detriti metallici dei razzi usati possono disturbare la ionosfera e la magnetosfera. Entrambi questi sistemi svolgono un ruolo chiave nella protezione e nel mantenimento dell'atmosfera ... >>

Solidificazione di sostanze sfuse 30.04.2024

Ci sono parecchi misteri nel mondo della scienza e uno di questi è lo strano comportamento dei materiali sfusi. Possono comportarsi come solidi ma improvvisamente trasformarsi in un liquido fluido. Questo fenomeno ha attirato l'attenzione di molti ricercatori e forse ci stiamo finalmente avvicinando alla soluzione di questo mistero. Immagina la sabbia in una clessidra. Di solito scorre liberamente, ma in alcuni casi le sue particelle iniziano a rimanere bloccate, trasformandosi da liquido a solido. Questa transizione ha importanti implicazioni per molti settori, dalla produzione di farmaci all’edilizia. Ricercatori statunitensi hanno tentato di descrivere questo fenomeno e di avvicinarsi alla sua comprensione. Nello studio, gli scienziati hanno condotto simulazioni in laboratorio utilizzando i dati provenienti da sacchetti di perle di polistirolo. Hanno scoperto che le vibrazioni all’interno di questi insiemi avevano frequenze specifiche, il che significa che solo alcuni tipi di vibrazioni potevano viaggiare attraverso il materiale. Ricevuto ... >>

Notizie casuali dall'Archivio

Sommelier delle reti neurali 25.07.2022

Gli scienziati del NIST hanno sviluppato un nuovo tipo di hardware di intelligenza artificiale (AI) che può utilizzare meno energia e funzionare più velocemente, e può già degustare i vini virtualmente.

Come con i sistemi informatici tradizionali, l'IA ha circuiti hardware fisici e software. Nell'hardware, di solito c'è un gran numero di chip di silicio convenzionali che consumano molta energia: ad esempio, sono necessari circa 190 megawattora (MWh) di elettricità per addestrare un moderno processore commerciale.

Un approccio meno energivoro consiste nell'utilizzare altri tipi di hardware per creare reti neurali. Un dispositivo promettente è la giunzione del tunnel magnetico (MTJ). I dispositivi su MTJ consumano molte volte meno energia rispetto alle loro controparti tradizionali. Gli MTJ sono più veloci perché memorizzano i dati nello stesso posto in cui vengono eseguiti i calcoli.

La nuova rete neurale, come i normali assaggiatori, dovrebbe allenare il loro gusto. Il team ha formato la rete utilizzando 148 vini ottenuti da tre tipi di uve. Ogni vino virtuale aveva 13 caratteristiche che dovevano essere prese in considerazione: grado alcolico, colore, alcalinità e magnesio. Ad ogni caratteristica è stato assegnato un valore da 0 a 1 in modo che la rete ne tenesse conto e distinguesse un vino dall'altro.

Successivamente, l'IA ha superato un test virtuale con un set di dati che includeva 30 vini sconosciuti. Il sistema ha funzionato con una precisione del 95,3%.

Gli autori non avevano il compito di creare un sommelier AI. La conclusione principale è che i dispositivi MTJ possono essere espansi e utilizzati per creare nuovi sistemi di intelligenza artificiale.

La quantità di energia consumata dal sistema dipende dai suoi componenti, ma se usi MTJ come sinapsi, puoi dimezzare il consumo di energia.

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