نقاط كمومية من أوكسي هاليد البزموت دون تسخين
العنوان الرسمي للبراءة
طريقة تصنيع نقاط كمومية من أوكسي هاليد البزموت
العنوان الإنجليزي: Method for making bizmuth oxyhalide quantum dots
الاختراع
الاختراع
المشكلة
غالباً ما يستخدم التحضير التقليدي لأوكسي هاليدات البزموت معالجة حرارية مذيبة أو أوتوكلافات أو ارتجاعاً أو خطوات أخرى كثيفة الوقت والطاقة، مما يحد من الإنتاج المباشر للنقاط الكمومية.
أهميتها
يمكن لمسار أبسط ومنخفض الحرارة أن يجعل دراسة النقاط الكمومية القائمة على البزموت أسهل في التحفيز الضوئي بالضوء المرئي والاستشعار وأجهزة المواد النانوية الأخرى.
النهج
تكوّن الطريقة نقاط أوكسي هاليد البزموت الكمومية في وعاء واحد من دون حرارة مضافة عبر جمع محلول ملح البزموت ومحلول هاليد فلز قلوي مائي ومحلول مادة خافضة للتوتر السطحي مائي، ثم الترشيح والتجفيف الاختياري.
الجهات المستفيدة
تشمل الجهات المستفيدة المحتملة باحثي النقاط الكمومية، ومطوري المحفزات الضوئية، ومختبرات الحساسات والمواد الشمسية، ومصنّعي المواد النانوية، ومنتجي المواد الكيميائية المتخصصة.
القيمة المحتملة
يوفر الإفصاح مسار تكوين قصيراً قائماً على المحاليل ومن دون حرارة مضافة، مع تحديد الأملاح والمذيبات والمواد الخافضة للتوتر السطحي وأزمنة الخلط وحجم البلورة ومساحة السطح وفجوة الطاقة ونسبة Bi:I المولية 1:1.
الخلفية
الخلفية
تقدم النقاط الكمومية خصائص بصرية وإلكترونية تعتمد على الحجم، لكن أنظمة راسخة كثيرة تستخدم معادن مثل Cd أو Pb أو Hg، وقد يتطلب تصنيعها معالجة حرارية صعبة. وتُعد أوكسي هاليدات البزموت، ولا سيما BiOI، أشباه موصلات مستجيبة للضوء المرئي تُدرس للتحفيز الضوئي والحساسات وأبحاث الطاقة الشمسية. وتستخدم مسارات BiOI التقليدية غالباً المعالجة الحرارية المذيبة أو الحضانة في الأوتوكلاف أو التسخين بالموجات الدقيقة أو الارتجاع. تعالج البراءة هذا العبء بمسار كيميائي رطب في درجة حرارة الغرفة يهدف إلى ضبط الحجم البلوري الصغير وخصائص السطح من دون إضافة حرارة أثناء تكوين الجسيمات.
نظرة تقنية
نظرة تقنية
يُذاب ملح بزموت، بما فيه Bi(NO3)3، في البولي إيثيلين غليكول أو ميثيلين غليكول أو ثلاثي إيثيلين غليكول أو إيثيلين غليكول. ويُذاب يوديد أو بروميد أو كلوريد فلز قلوي في الماء، ثم تُجمع المحاليل قبل إضافتها إلى مادة خافضة للتوتر السطحي مائية من بولي أوكسي إيثيلين-سوربيتان. يستمر الخلط 5–10 ثم 10–15 دقيقة عند 15–25 °م، يليه ترشيح تفريغي؛ ويمكن التجفيف عند 100–115 °م. وللجسيمات المطالب بها مساحة سطح 59–82 م2/غ، وفجوة طاقة 1.80–2 إلكترون فولت، وحجم بلوري 1–10 نانومتر، ونسبة Bi:I تبلغ 1:1.
التطبيقات المحتملة
التطبيقات المحتملة
- استخدام محتمل في أبحاث التحفيز الضوئي بالضوء المرئي.
- استخدام محتمل في تطوير الحساسات البصرية أو الكيميائية.
- استخدام محتمل في أبحاث مواد الطاقة الشمسية والكهروكيمياء الضوئية.
- استخدام محتمل كمنصة نقاط كمومية قائمة على البزموت لأجهزة المواد النانوية.
المزايا المدعومة بالمعلومات
المزايا المدعومة بالمعلومات
- يكون النقاط الكمومية من دون حرارة مضافة خلال مرحلة خلط المحاليل.
- يستخدم تسلسلاً كيميائياً رطباً في وعاء واحد بأزمنة خلط قصيرة محددة.
- يحدد عدة خيارات متوافقة لأملاح البزموت والهاليد والمذيب والمادة الخافضة للتوتر السطحي.
- يطالب بحجم بلوري نانومتري مع نطاقات محددة لمساحة السطح وفجوة الطاقة.
مرحلة التطوير
مرحلة التطوير
منشور براءة اختراع يتضمن مسار تحضير موصوفاً وتوصيفاً مُبلغاً عنه للمادة؛ لم يثبت التسويق التجاري أو التحقق المستقل من أداء التطبيقات.
الفرصة التجارية
الفرصة التجارية
قد يدعم مسار التحضير الترخيص أو التوسع التعاوني مع شركات النقاط الكمومية أو المحفزات الضوئية أو الحساسات أو المواد المتخصصة. ويشمل التحقق المطلوب المردود واتساق الدفعات، وضبط حجم الجسيمات، والمقارنة المرجعية للنشاط الضوئي، وإزالة المادة الخافضة للتوتر السطحي، وثبات التخزين، وتحليل الشوائب والترشح، والسلامة الخاصة بالتطبيق، وقابلية التصنيع بأحجام أكبر.
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
- BiOI
- تحضير بدرجة حرارة الغرفة
- تحفيز ضوئي
- ضوء مرئي
- مادة خافضة للتوتر السطحي
- مواد نانوية
وثيقة البراءة والرسومات
وثيقة البراءة والرسومات
رُبط منشور البراءة بهذا السجل. وتبقى الرسومات داخل الوثيقة، ولم تُزوّد حزمة وسائط عامة منفصلة ومعتمدة للنشر.