由廢棄稻穀製成,世界第一個環保量子點 LED

作者 | 發布日期 2022 年 04 月 15 日 10:00 | 分類 奈米 , 尖端科技 , 材料 Telegram share ! follow us in feedly


從常見的 QLED 電視、太陽能電池到癌症醫療,量子點已經開始在各領域展露頭角,現在日本科學家更因應未來的環保趨勢,打造出以廢棄稻穀為材料的「量子點 LED」,為將來的奈米科技盡一分心力。

日本廣島大學化學教授 Ken-ichi Saitow 指出,傳統的量子點往往涉及鎘、鉛或其他重金屬等有毒物質,但團隊提出的量子點工藝和製造方法,可以最大限度地減少環境憂慮,這更是第一個利用廢棄稻殼開發的量子點 LED 研究。

(Source:廣島大學

團隊研究的方向為「矽量子點」類型,矽在地球上含量高,有著不會用到重金屬、無毒對環境友善優點,同時還有穩定性高、工作溫度高等優勢,因此它們大幅被運用在醫療、記憶體、發光二極體、光感測器與光伏元件中。

而團隊想要讓矽量子點更「綠化」,想用稻殼廢棄物來製造新型材料。之所以選用稻穀,團隊點出,不僅僅是因為全球每年都會生產出 1 億噸稻殼廢棄物,廢棄稻殼實際上也是矽的重要來源,如果可以用新的加工方法,自然就能加以利用。

事實證明,廢棄稻殼是高純度二氧化矽和高附加值矽粉的上好來源。

廣島大學團隊首先碾磨稻殼並燒掉有機化合物,提取出二氧化矽粉末,然後倒入電爐中加熱,進一步縮小所得的純化二氧化矽粉末顆粒,並添加到溶劑讓表面化學功能化,最終得出尺寸為 3 奈米的矽量子點,能在橙紅色範圍內發光,發光效率也超過 20%

團隊指出,可以再將矽量子點與其他材料層結合,用銦錫氧化物玻璃基板、鋁膜製造出新型 LED,科學家也希望未來能提高 LED 性能,提高發光效率並開發橙紅色以外的顏色版本。

展望未來,團隊認為開發方法也可以應用在其他可以提取出二氧化矽的植物,例如甘蔗、竹子、小麥、大麥,認為這些天然植物及廢棄物也有機會轉化成無毒光電元件,最終讓這種環保方法商業化。

(首圖來源:Pixabay