«Поскольку типичные квантовые точки часто содержат токсичные материалы, такие как кадмий, свинец или другие тяжелые металлы, экологические проблемы часто обсуждаются при использовании наноматериалов, — отметил Кен-ичи Саитоу, ведущий автор исследования и профессор химии в Университете Хиросимы. — Предложенный нами процесс и метод изготовления квантовых точек сводит эти проблемы к минимуму».
Тип квантовых точек, который разработали японские ученые, — это кремниевые квантовые точки, которые не содержат тяжелых металлов и обладают другими преимуществами. Их стабильность и более высокие рабочие температуры делают их одним из лучших кандидатов для использования в квантовых вычислениях, а их нетоксичность также позволяет использовать их в медицинских целях.
Исследователи стремились разработать новый тип кремниевых квантовых точек, использующих отходы производства, они хотят использовать для этого примерно 100 млн тонн отходов рисовой шелухи, образующихся в мире каждый год. Выброшенная рисовая шелуха является отличным источником кремния, который ученые смогли получить благодаря новому методу обработки.
Он включает в себя измельчение рисовой шелухи и сжигание органических соединений для получения порошка кремнезема, который нагревался в печи. Затем полученные очищенные частицы порошка кремнезема еще больше уменьшались в размере и добавлялись в растворитель для «химической функционализации» их поверхности. Готовым продуктом были кремниевые квантовые точки размером 3 нанометра, которые светились в оранжево-красном диапазоне.
В дальнейшем ученые надеются улучшить характеристики светодиодов, чтобы они светились более эффективно, и разработать версии других цветов, кроме оранжево-красного. Они также предполагают, что эта технология может быть адаптирована для использования других растительных отходов, например, пшеницы, ячменя и травы.
Читать далее
Спустя десять лет работы ученые усомнились в стандартной модели физики
Внутри Земли есть еще «планета»: как она спасла зарождающуюся жизнь
Ученые поняли, что происходит в мозге собаки, когда разговаривает человек