نقاط كمومية من أوكسي هاليد البزموت بدرجة الغرفة
العنوان الرسمي للبراءة
نقاط كمومية قائمة على أوكسي هاليد البزموت وطريقة تصنيعها
العنوان الإنجليزي: Bismuth oxyhalide-based quantum dots and method of synthesis thereof
الاختراع
الاختراع
المشكلة
غالبًا ما يستخدم التصنيع التقليدي لأوكسي هاليد البزموت تسخينًا حراريًا مائيًا أو بمذيبات وعمليات طويلة، في حين يتطلب إنتاج النقاط الكمومية أيضًا ضبط الحجم والشكل والخصائص البصرية.
أهميتها
يمكن لتصنيع أبسط للنقاط الكمومية أن يوسع أبحاث المواد في التحفيز الضوئي بالضوء المرئي والاستشعار وتحويل الطاقة الشمسية وغيرها من أجهزة المواد النانوية، مع تقليل الاعتماد على خطوات تفاعل مرتفعة الحرارة.
النهج
يُكوّن المسار أحادي الوعاء نقاط أوكسي هاليد البزموت الكمومية بدمج محاليل ملح البزموت وهاليد فلز قلوي مع مادة خافضة للتوتر السطحي في الماء عند درجة تقارب حرارة الغرفة، ثم الترشيح. ويساعد اختيار المادة الخافضة للتوتر السطحي وتركيزها على ضبط المادة النانوية الناتجة.
الجهات المستفيدة
تشمل الجهات التي قد تستفيد باحثي التحفيز الضوئي ومنتجي المواد النانوية ومطوري المستشعرات ومختبرات مواد الطاقة الشمسية وفرق تقنيات معالجة المياه.
القيمة المحتملة
تختصر الطريقة الموصوفة تسلسل التفاعل وتشغل خليط التصنيع قرب درجة حرارة الغرفة، وتنتج هياكل نانوية من أوكسي هاليد البزموت ذات مجالات محددة للحجم ومساحة السطح وفجوة الطاقة والتركيب.
الخلفية
الخلفية
توفر النقاط الكمومية سلوكًا إلكترونيًا وبصريًا يعتمد على الحجم، لكن أداءها يعتمد بشدة على الضبط القابل للتكرار لدرجة التبلور والشكل وخصائص السطح. ويتميز أوكسي يوديد البزموت بفجوة طاقة منخفضة نسبيًا ضمن عائلة أوكسي هاليدات البزموت، ويُدرس للتحفيز الضوئي بالضوء المرئي والمستشعرات واستخدامات الطاقة الشمسية. وغالبًا ما يستخدم التحضير التقليدي أوعية الضغط أو التسخين بالموجات الدقيقة أو الارتجاع أو معالجات حرارية طويلة. لذلك يركز المنشور على تصنيع قصير بمساعدة مادة خافضة للتوتر السطحي قرب درجة حرارة الغرفة.
نظرة تقنية
نظرة تقنية
يُذاب ملح البزموت في مذيب عضوي، ويُذاب هاليد فلز قلوي في الماء. وبعد جمع المحلولين، يُدخل الخليط في محلول مائي لمادة غير أيونية خافضة للتوتر السطحي ويُحرك عند 15–25 درجة مئوية قبل الترشيح بالتفريغ. وبعد المعالجة تشمل المنتجات المطالب بها نقاطًا كمومية أو صفائح نانوية من أوكسي هاليد البزموت ذات مجالات محددة لنسبة Bi:I وحجم البلورات ومساحة السطح وفجوة الطاقة.
التطبيقات المحتملة
التطبيقات المحتملة
- مواد محفزة ضوئيًا بالضوء المرئي لدراسات لاحقة حول تفكيك ملوثات المياه.
- مكونات من النقاط الكمومية لأبحاث الاستشعار البصري أو الكيميائي.
- مواد نانوية شبه موصلة لدراسات الطاقة الشمسية والكيمياء الضوئية الكهربائية.
- هياكل نانوية من أوكسي هاليد البزموت لتطوير أجهزة مواد نانوية أوسع.
المزايا المدعومة بالمعلومات
المزايا المدعومة بالمعلومات
- يُجرى تفاعل التصنيع قرب درجة حرارة الغرفة دون مرحلة تفاعل بتسخين مضاف.
- يجمع تسلسل أحادي الوعاء تكوين المحاليل والمعالجة بالمادة الخافضة للتوتر السطحي والترشيح.
- تحدد المطالبات فترات تحريك قصيرة لكل من خليط السلائف والخليط النهائي.
- يوفر اختيار المادة الخافضة للتوتر السطحي وكميتها متغيرات للتحكم في الشكل وخصائص السطح.
- توصف المادة الناتجة بمجالات محددة لحجم البلورات ومساحة السطح وفجوة الطاقة ونسبة Bi:I.
مرحلة التطوير
مرحلة التطوير
يصف المنشور تصنيعًا مختبريًا وتوصيفًا للمواد يشمل الفحص المجهري والقياسات البصرية؛ ولم يثبت الوصول إلى مرحلة تجارية.
الفرصة التجارية
الفرصة التجارية
قد تهم العملية مصنعي المحفزات الضوئية والمستشعرات والمواد النانوية الباحثين عن مسارات تصنيع أقل حرارة. وينبغي للتطوير التجاري التحقق من تكرارية الدفعات والتعامل مع السلائف والمواد الخافضة للتوتر السطحي وطاقة المعالجة اللاحقة والأداء التحفيزي الضوئي وسلامة المنتج وضبط حجم الجسيمات عند التوسع. كما يلزم وضع معايير مرجعية للتكلفة والمردود.
تصنيفات البراءة
تصنيفات البراءة
التصنيف الدولي للبراءات WIPO IPC
- C09K11/74مواد لتطبيقات غير منصوص عليها في موضع آخر؛ تطبيقات لمواد غير منصوص عليها في موضع آخر
- C01G29/00المركبات المحتوية على فلزات غير المشمولة بالفئتين الفرعيتين C01D أو C01F
التصنيف التعاوني للبراءات CPC
- C01G29/00المركبات المحتوية على فلزات غير المشمولة بالفئتين الفرعيتين C01D أو C01F
- C09K11/7428مواد لتطبيقات غير منصوص عليها في موضع آخر؛ تطبيقات لمواد غير منصوص عليها في موضع آخر
المخترعون
المخترعون
- المخترع الأولبابكر يعقوب الهادي عبد الخير
- مخترعفيصل خويشان لافي القثامي
- مخترعمحمد رحمة الله الأمين
الكلمات المفتاحية
الكلمات المفتاحية
- أوكسي هاليد البزموت
- نقاط كمومية
- أوكسي يوديد البزموت
- تصنيع بدرجة حرارة الغرفة
- مادة خافضة للتوتر السطحي
- التحفيز الضوئي
- فجوة الطاقة
- صفائح نانوية
وثيقة البراءة والرسومات
وثيقة البراءة والرسومات
رُبط منشور البراءة بهذا السجل. وتبقى الرسومات داخل الوثيقة، ولم تُزوّد حزمة وسائط عامة منفصلة ومعتمدة للنشر.