Jego przeznaczeniem miało być modyfikowanie materiałów tak, aby zyskiwały jak najlepsze właściwości. W ten sposób udało się zidentyfikować najbardziej przystępny sposób syntezy tzw. perowskitowych kropek kwantowych. Te mogą być następnie wykorzystane w produkcji urządzeń elektronicznych i fotonicznych.
Jakby tego było mało, wszystko to w ciągu kilku godzin. Gdyby tę samą czynność zlecić ludzkim specjalistom, to jej wykonanie zajęłoby wiele lat. Przedstawiciele Uniwersytetu Stanowego Karoliny Północnej, którzy stanęli na czele całego przedsięwzięcia, piszą o jego wynikach na łamach Advanced Energy Materials.
Jak wyjaśnia jeden z autorów, Milad Abolhasani, zaprojektowane kropki kwantowe powinny nadawać się do zastosowań fotowoltaicznych nowej generacji oraz tworzenia urządzeń fotonicznych i optoelektronicznych. Badacz wymienia choćby możliwość ich wykorzystania do poprawy wydajności ogniw słonecznych. To za sprawą zdolności do pochłaniania długości fal światła UV, których ogniwa słoneczne nie mogą absorbować z równie wysoką wydajnością.
Oczywiście na papierze brzmi to świetnie, a przede wszystkim – łatwo. Rzeczywistość pokazała jednak, że tworzenie takich materiałów stanowi wielkie wyzwanie. Badania nad sposobami syntezy kropek kwantowych o najwyższej możliwej jakości, które mogłyby być później wykorzystywane na potrzeby przekształcania światła UV w pożądane długości fal świetlnych, były wielkim wyzwaniem.
Kropka kwantowa, a w zasadzie kropki, stanowiły obiekt zainteresowania naukowców korzystających z autonomicznego laboratorium SmartDope
W oparciu o zwyczajowo stosowane techniki, naukowcy potrzebowaliby około dziesięciu lat, aby powtórzyć wyczyn, który autonomicznemu laboratorium zajął zaledwie kilka godzin. Jak w ogóle działa SmartDope? Początkowo maszyna otrzymuje informacje dotyczące tego, na jakich prekursorach chemicznych ma działać. Wyznaczony zostaje także cel, do którego ma dążyć. W przypadku ostatnich eksperymentów laboratorium miało za zadanie zaprojektować domieszkowaną perowskitową kropkę kwantową, które będzie cechowała się maksymalnie wysokim stosunkiem fotonów emitowanych przez kropkę kwantową (w podczerwieni lub widzialnych długościach fal światła) do fotonów pochłanianych przez nią (w świetle UV).
Czytaj też: Sztuczna inteligencja będzie kontrolowała elektrownie atomowe. Kontrowersyjny pomysł wzbudza wiele emocji
Wśród zmiennych, jakie cały system bierze pod uwagę w czasie prowadzonych analiz, wymienia się na przykład względne ilości każdego materiału prekursorowego; temperaturę, w której są one mieszane; czas reakcji występujący po dodaniu każdego nowego prekursora. Po zakończeniu każdego etapu laboratorium dostarcza charakterystyki właściwości optycznych powstałych kropek kwantowych. Jak podsumowuje Abolhasani, o ile poprzedni rekord wydajności kwantowej w tej kategorii wynosił 130% (jedna kropka kwantowa emitowała 1,3 fotonu na każdy pochłonięty foton), tak dzięki nowemu podejściu wyśrubowano ten rezultat do 158%.
