铣大米分离的谷物外壳生产约1亿吨稻壳浪费每年在全球范围内。科学家们寻找一个可伸缩的方法来制造量子点已经开发出一种方法回收米糠皮创建第一个硅量子点(QD) LED照明灯。他们的新方法将农业废弃物转化为先进的发光二极管在一个低成本、环境友好的方式。
研究小组从自然科学基础研究和发展中心,广岛大学发表了他们的发现1月28亚博老虎机网登录日,2022年,在《美国化学学会》杂志上ACS可持续的化学和工程。
“由于量子点典型的经常涉及有毒物质,如镉、铅、或其他重金属,环境问题被频繁使用纳米材料时审议。亚博网站下载我们建议的过程和量子点制备方法最小化这些担忧,“说中国云南Saitow、铅研究作者和广岛大学的化学教授。
从多孔硅(Si)被发现在1950年代,科学家们探索了在应用程序中使用的锂离子电池,发光材料,生物医学传感器,和药物输送系统。亚博网站下载无毒,发现在大自然,如果有光致发光性质,源于其微观结构作为半导体(量子规格的)点。
意识到周围的环境问题当前量子点,研究人员开始寻找一个新的方法来制造量子点,有一个积极的环境影响。浪费米糠皮,事实证明,高纯度硅(SiO的极好来源2)和附加值的硅粉。
的小组使用一种结合铣削、热治疗,和化学蚀刻处理稻壳二氧化硅:首先,他们糙米壳并提取硅(SiO2燃烧的有机化合物)粉末的糙米壳。其次,他们在电炉加热产生的硅粉通过还原反应得到硅粉。第三,产品是一个纯净的硅粉,进一步减少到3纳米大小的化学腐蚀。最后,其表面化学官能团在溶剂、高的化学稳定性和高分散性与3纳米晶体颗粒生产SiQDs发冷光的橙红色范围具有高的发光效率超过20%。yabo214
“这是第一个研究开发LED浪费米糠皮,”Saitow表示,硅的无毒质量使他们成为一个有吸引力的替代当前半导体量子点可用的今天。
“目前的方法成为一个高尚的方法从天然产物开发环境友好型量子点发光二极管,”他说。
发光二极管被组装为一系列的材料层。一个碳管分散(ITO)玻璃衬底是导致阳极;它是电的良导体,而充分透明的光发射。额外的层是spin-coated ITO玻璃上,包括SiQDs的层。一个铝膜阴极材料限制。
团队研发的化学合成方法允许他们评估了光学和optoelectrical SiQD发光二极管的特性,包括结构、SiO综合收益率和属性2和硅粉和SiQDs。
”合成高产SiQDs从富裕的外壳和分散在有机溶剂中,可能有一天这些过程可以实现大规模的,像其他高收益化学过程,”Saitow说。
团队的下一个步骤包括发展SiQDs更高的发光效率和发光二极管。他们还将探索的可能性产生SiQD led其他比他们刚刚创建的橙红色的颜色。展望未来,科学家们表明他们已经开发出的方法可以应用于其他植物,如甘蔗竹、小麦、大麦、或草,包含SiO2。
这些天然产物及其废弃物可能持有的潜力转化为无毒的光电设备。最后,科学家们希望看到的商业化这种环保的方法创建发光设备从稻壳浪费。
研究团队的其他成员,也来自广岛大学,包括Honoka建筑师,可以田农,大成建设相会。
这项研究是由日本的下一代世界领先的研究人员促进社会科学(jsp),科研补助金从jsp,转眼间结构控制和功能项目的日本科学技术振兴机构,和日本Keirin Autorace基金会(JKA)。亚博老虎机网登录
来源:https://www.hiroshima-u.ac.jp/en