ΕΝΗΜΕΡΩΣΗ ΑΠΟ ΤΟΝ Β. ΛΟΡΕΤΖΑΤΟ
Το βραβείο Βολφ κατακτά ο Ελληνοαμερικανός καθηγητής φυσικοχημείας Παύλος ΑρμάνδοςΑ
Ανάμεσα στις τελευταίες έρευνες και προτάσεις του για την προώθηση «πράσινης ενέργειας» είναι και η αξιοποίηση νανοκρυστάλλων για την απευθείας μετατροπή της ενέργειας του ηλιακού φωτός σε υγρό καύσιμο!
Η βράβευσή του θα γίνει τον προσεχή Μάιο από τον Πρόεδρο του Ισραήλ, ως αναγνώριση της προσφοράς του στην έρευνα των νανοκρυστάλλων, οι εφαρμογές των οποίων εκτείνονται από τα φωτοβολταϊκά συστήματα ως την τεχνητή φωτοσύνθεση.
Ποιος είναι ο «προφήτης των νανοκρυστάλλων»;
O Παύλος Αρμάνδος Αλιβιζάτος ζει και εργάζεται στο Μπέρκλεϊ της Καλιφόρνια και είναι καθηγητής στην έδρα Larry and Diane Bock του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας με ειδικότητα τους νανοκρυστάλλους. ενώ από το 2009 κατέχει και τη θέση του διευθυντή του Εθνικού Εργαστηρίου Λόρενς (Lawrence Berkeley National Laboratory, LBL).
Ελληνικής καταγωγής, ο Παύλος Αλιβιζάτος γεννήθηκε το 1959 στο Σικάγο των ΗΠΑ,
αλλά σε ηλικία 10 ετών, όταν «έχασε» τη μητέρα του, επέστρεψε στην Ελλάδα για να ζήσει με την οικογένεια ενός θείου του. Φοίτησε σε ελληνικά σχολεία και, αφού τελείωσε το λύκειο, επέστρεψε στις ΗΠΑ, όπου πήρε πτυχίο Χημείας από το Πανεπιστήμιο του Σικάγου το 1981 και Διδακτορικό στη Φυσική Χημεία από το Πανεπιστήμιο του Μπέρκλεϊ το 1986.
Τα χρόνια που ακολουθούν η ακαδημαϊκή του καριέρα αρχίζει να απογειώνεται. Το 1988 γίνεται μέλος του καθηγητικού προσωπικού του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϊ, όπου διδάσκει μέχρι και σήμερα ως καθηγητής Χημείας, ενώ τα βραβεία και οι υποτροφίες για τις έρευνες και την προσφορά του ακολουθούν το ένα το άλλο: Alfred P. Sloan Foundation fellowship, ACS Exxon Solid State Chemistry fellowship, Coblentz Award, Wilson Prize at Harvard, the Materials Reasearch Society Outstanding Young Investigator Award, ACS award in Colloid and Surface Chemistry, the Rank Prize, the University of Chicago Distinguished Alumni Award, the Eni Italgas Prize for Energy and Environment, the Ernest Orlando Laurenve Award and the Kalvi Distinguished Lectureship in Nanoscience, MRS.
Η βιβλιομετρική εταιρεία Τομσον-Ρόιτερς τον έχει κατατάξει 5ο στη λίστα με τους 100 κορυφαίους χημικούς της περασμένης δεκαετίας. Έχει δημοσιεύσει περισσότερα από 400 ερευνητικά άρθρα και έχει περισσότερες από 60.000 αναφορές στο έργο του.
Η επανάσταση των νανοκρυστάλλων.
Οι νανοκρύσταλλοι είναι μικροί κρύσταλλοι διαφόρων υλικών με διαστάσεις μερικά νανόμετρα (1 νανόμετρο = 1 δισεκατομμυριοστό του μέτρου).
Οι ιδιότητες των νανοκρυστάλλων είναι αυτές που ενέπνευσαν τον μεγάλο χημικό για την παραγωγή «πράσινης ενέργειας» από φθηνά φωτοβολταϊκά και τεχνητή φωτοσύνθεση.
Τα νέα φωτοβολταϊκά.
Τα σημερινά φωτοβολταϊκά στοιχεία είναι κατασκευασμένα από κρυστάλλους πυριτίου, το κόστος των οποίων είναι υψηλό επειδή το πυρίτιο δεν είναι ανεξάντλητο στη φύση και έχει μεγάλη ζήτηση στην κατασκευή ολοκληρωμένων ηλεκτρονικών κυκλωμάτων. Η εναλλακτική λύση που προτείνεται σήμερα είναι η χρήση λεπτών στρωμάτων ημιαγωγών από ίνδιο, τελλούριο και γάλλιο πάνω σε ένα γυάλινο υπόστρωμα, στοιχεία, τα οποία, όμως, είναι πολύ σπάνια στη φύση.
Η πρόταση του καθηγητή Αλιβιζάτου και της ομάδας του να χρησιμοποιηθούν νανοκρύσταλλοι από υλικά που υπάρχουν σε αφθονία στη Γη, όπως π.χ. ο σιδηροπυρίτης, ο θειούχος χαλκός και το οξείδιο του χαλκού, θα μπορούσε να οδηγήσει στη μαζική κατασκευή φωτοβολταϊκών στοιχείων με κόστος πολύ χαμηλότερο από το σημερινό.
Τεχνητή φωτοσύνθεση
Μια άλλη ενδιαφέρουσα εφαρμογή των νανοκρυστάλλων που έχει προτείνει ο καθηγητής Αλιβιζάτος είναιη απευθείας μετατροπή της ενέργειας του ηλιακού φωτός σε υγρό καύσιμο. Χρησιμοποιώντας νανοκρυσταλλικό οξείδιο του κοβαλτίου αντί για χλωροφύλλη, ο καθ. Αλιβιζάτος και η ομάδα του έδειξαν ότι είναι δυνατή η απευθείας παραγωγή μεθυλικής αλκοόλης (γνωστής πιο πολύ ως ξυλόπνευμα) από διοξείδιο του άνθρακα και νερό. Με τον τρόπο αυτόν όχι μόνο αφαιρείται από την ατμόσφαιρα το διοξείδιο του άνθρακα και απελευθερώνεται οξυγόνο, αλλά παράγεται ταυτόχρονα και ένα υγρό καύσιμο που θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κίνηση οχημάτων.
Μελλοντικοί στόχοι:
Ο καθ. Αλιβιζάτος παραμένει διευθυντής του LBL και προωθεί 2 μεγάλα ερευνητικά προγράμματα.
1. O «Κύκλος του άνθρακα 2.0», μια πολυεπιστημονική προσέγγιση για την επίλυση του φαινομένου του θερμοκηπίου.
2. Η «Φωτεινή πηγή επόμενης γενιάς», στοχεύει στην παραγωγή παλμών ακτίνων-Χ διάρκειας μόλις μερικών δισεκατομμυριοστών του δισεκατομμυριοστού του δευτερολέπτου, τόσο σύντομων που θα είναι ικανοί να καταγράψουν την κίνηση των ηλεκτρονίων.
Το βραβείο Βολφ.
Ο Ρικάρντο Βολφ ήταν ένα γερμανοεβραίος εφευρέτης, γεννημένος το 1887, ο οποίος σε νεαρή ηλικία, πριν από τον Α Παγκόσμιο Πόλεμο, μετανάστευσε στην Κούβα. Εκεί επινόησε μια μέθοδο για την ανάκτηση του σιδήρου από τα υπολείμματα λειτουργίας των υψικαμίνων, από την εκμετάλλευση της οποίας απέκτησε μεγάλη περιουσία. Υποστήριξε τον Φιντέλ Κάστρο από τα πρώτα χρόνια της κουβανικής επανάστασης και μετά την επιτυχία της διορίστηκε πρεσβευτής της Κούβας στο Ισραήλ.
Το 1975 δημιούργησε το Ιδρυμα Βολφ, το οποίο από το 1978 απονέμει τα ομώνυμα βραβεία σε επιστήμονες (φυσικούς, χημικούς, γεωπόνους και γιατρούς) και σε καλλιτέχνες (αρχιτέκτονες, μουσικούς, ζωγράφους και γλύπτες). Τα βραβεία, που απονέμονται από τον πρόεδρο του Ισραήλ σε μια τελετή που λαμβάνει χώρα στην ισραηλινή Βουλή, συνίστανται σε μια ανθοδέσμη από τριαντάφυλλα, ένα κουτί σοκολατάκια, ένα τιμητικό δίπλωμα και το ποσό των 100.000 δολαρίων. Η απονομή των βραβείων του 2012 θα γίνει στις 13 Μαΐου.
Τα χρόνια που ακολουθούν η ακαδημαϊκή του καριέρα αρχίζει να απογειώνεται. Το 1988 γίνεται μέλος του καθηγητικού προσωπικού του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϊ, όπου διδάσκει μέχρι και σήμερα ως καθηγητής Χημείας, ενώ τα βραβεία και οι υποτροφίες για τις έρευνες και την προσφορά του ακολουθούν το ένα το άλλο: Alfred P. Sloan Foundation fellowship, ACS Exxon Solid State Chemistry fellowship, Coblentz Award, Wilson Prize at Harvard, the Materials Reasearch Society Outstanding Young Investigator Award, ACS award in Colloid and Surface Chemistry, the Rank Prize, the University of Chicago Distinguished Alumni Award, the Eni Italgas Prize for Energy and Environment, the Ernest Orlando Laurenve Award and the Kalvi Distinguished Lectureship in Nanoscience, MRS.
Η βιβλιομετρική εταιρεία Τομσον-Ρόιτερς τον έχει κατατάξει 5ο στη λίστα με τους 100 κορυφαίους χημικούς της περασμένης δεκαετίας. Έχει δημοσιεύσει περισσότερα από 400 ερευνητικά άρθρα και έχει περισσότερες από 60.000 αναφορές στο έργο του.
Η επανάσταση των νανοκρυστάλλων.
Οι νανοκρύσταλλοι είναι μικροί κρύσταλλοι διαφόρων υλικών με διαστάσεις μερικά νανόμετρα (1 νανόμετρο = 1 δισεκατομμυριοστό του μέτρου).
Οι ιδιότητες των νανοκρυστάλλων είναι αυτές που ενέπνευσαν τον μεγάλο χημικό για την παραγωγή «πράσινης ενέργειας» από φθηνά φωτοβολταϊκά και τεχνητή φωτοσύνθεση.
Τα νέα φωτοβολταϊκά.
Τα σημερινά φωτοβολταϊκά στοιχεία είναι κατασκευασμένα από κρυστάλλους πυριτίου, το κόστος των οποίων είναι υψηλό επειδή το πυρίτιο δεν είναι ανεξάντλητο στη φύση και έχει μεγάλη ζήτηση στην κατασκευή ολοκληρωμένων ηλεκτρονικών κυκλωμάτων. Η εναλλακτική λύση που προτείνεται σήμερα είναι η χρήση λεπτών στρωμάτων ημιαγωγών από ίνδιο, τελλούριο και γάλλιο πάνω σε ένα γυάλινο υπόστρωμα, στοιχεία, τα οποία, όμως, είναι πολύ σπάνια στη φύση.
Η πρόταση του καθηγητή Αλιβιζάτου και της ομάδας του να χρησιμοποιηθούν νανοκρύσταλλοι από υλικά που υπάρχουν σε αφθονία στη Γη, όπως π.χ. ο σιδηροπυρίτης, ο θειούχος χαλκός και το οξείδιο του χαλκού, θα μπορούσε να οδηγήσει στη μαζική κατασκευή φωτοβολταϊκών στοιχείων με κόστος πολύ χαμηλότερο από το σημερινό.
Τεχνητή φωτοσύνθεση
Μια άλλη ενδιαφέρουσα εφαρμογή των νανοκρυστάλλων που έχει προτείνει ο καθηγητής Αλιβιζάτος είναιη απευθείας μετατροπή της ενέργειας του ηλιακού φωτός σε υγρό καύσιμο. Χρησιμοποιώντας νανοκρυσταλλικό οξείδιο του κοβαλτίου αντί για χλωροφύλλη, ο καθ. Αλιβιζάτος και η ομάδα του έδειξαν ότι είναι δυνατή η απευθείας παραγωγή μεθυλικής αλκοόλης (γνωστής πιο πολύ ως ξυλόπνευμα) από διοξείδιο του άνθρακα και νερό. Με τον τρόπο αυτόν όχι μόνο αφαιρείται από την ατμόσφαιρα το διοξείδιο του άνθρακα και απελευθερώνεται οξυγόνο, αλλά παράγεται ταυτόχρονα και ένα υγρό καύσιμο που θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κίνηση οχημάτων.
Μελλοντικοί στόχοι:
Ο καθ. Αλιβιζάτος παραμένει διευθυντής του LBL και προωθεί 2 μεγάλα ερευνητικά προγράμματα.
1. O «Κύκλος του άνθρακα 2.0», μια πολυεπιστημονική προσέγγιση για την επίλυση του φαινομένου του θερμοκηπίου.
2. Η «Φωτεινή πηγή επόμενης γενιάς», στοχεύει στην παραγωγή παλμών ακτίνων-Χ διάρκειας μόλις μερικών δισεκατομμυριοστών του δισεκατομμυριοστού του δευτερολέπτου, τόσο σύντομων που θα είναι ικανοί να καταγράψουν την κίνηση των ηλεκτρονίων.
Το βραβείο Βολφ.
Ο Ρικάρντο Βολφ ήταν ένα γερμανοεβραίος εφευρέτης, γεννημένος το 1887, ο οποίος σε νεαρή ηλικία, πριν από τον Α Παγκόσμιο Πόλεμο, μετανάστευσε στην Κούβα. Εκεί επινόησε μια μέθοδο για την ανάκτηση του σιδήρου από τα υπολείμματα λειτουργίας των υψικαμίνων, από την εκμετάλλευση της οποίας απέκτησε μεγάλη περιουσία. Υποστήριξε τον Φιντέλ Κάστρο από τα πρώτα χρόνια της κουβανικής επανάστασης και μετά την επιτυχία της διορίστηκε πρεσβευτής της Κούβας στο Ισραήλ.
Το 1975 δημιούργησε το Ιδρυμα Βολφ, το οποίο από το 1978 απονέμει τα ομώνυμα βραβεία σε επιστήμονες (φυσικούς, χημικούς, γεωπόνους και γιατρούς) και σε καλλιτέχνες (αρχιτέκτονες, μουσικούς, ζωγράφους και γλύπτες). Τα βραβεία, που απονέμονται από τον πρόεδρο του Ισραήλ σε μια τελετή που λαμβάνει χώρα στην ισραηλινή Βουλή, συνίστανται σε μια ανθοδέσμη από τριαντάφυλλα, ένα κουτί σοκολατάκια, ένα τιμητικό δίπλωμα και το ποσό των 100.000 δολαρίων. Η απονομή των βραβείων του 2012 θα γίνει στις 13 Μαΐου.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου