На страницах журнала «ACS Sustainable Chemistry & Engineering» опубликован материал японских инженеров города Хиросимы, касающийся так называемых квантовых точек. Здесь налицо уникальный потенциал для многих областей применения. Однако эти самые квантовые точки при производстве в больших масштабах обещают серьёзные проблемы, связанные с защитой окружающей среды. Так вот, специалистам японского Университета Хиросимы удалось отыскать экологически чистые пути для этого дела. Такими путями видится обычная рисовая шелуха, которую удачно применили на производстве кремниевого светодиода.
Квантовые точки производство чистого цикла
Для создания типичных элементов такого рода зачастую используются токсичные материалы, например:
- кадмий,
- свинец,
- иные тяжёлые металлы.
Также отмечено: применение наноматериалов нередко сопровождается экологическими проблемами. Предлагаемая японскими учёными методика изготовления, между тем, сводит к минимуму подобные опасения.
Здесь тип квантовых точек – те же кремниевые элементы, формируемые без тяжёлых металлов. Более того, японцы даже заявляют о явных преимуществах подхода, когда в качестве материала используется рисовая шелуха. В результате получаются стабильные, выдерживающие высокие рабочие температуры элементы. Отсутствие фактора токсичности делает эти элементы пригодными для использования в медицинской практике.
Как отмечают японские специалисты, ежегодно в мире фиксируется скопление до 100 млн. тонн отходов в виде рисовой шелухи. Между тем, являющаяся отходами рисовая шелуха — это богатый источник кремния. Принимая этот момент во внимание, японские учёные разработали технологию извлечения кремния новым методом обработки.
Японская технология формирования квантовых светодиодов
Методика предусматривает предварительное измельчение рисовой шелухи с последующим сжиганием органических соединений. В процессе происходит извлечение порошков кремнезёма, которые на следующем этапе подвергаются нагреву в печи.
Частицы порошка диоксида кремния на следующем этапе фильтруются до малых размеров, затем помещаются в растворитель с целью «химической» доработки поверхности. Готовый продукт — кремниевые квантовые точки размерностью 3 нм, показывающие активность в оранжево-красном диапазоне.
Под завершение методики, чтобы сформировать квантовый светодиод, слои кремниевых квантовых точек объединяют с другими материалами также слоистой структуры. Добавляется стеклянная подложка на основе оксида индия и олова, выступающая в роли анода, а также плёнка алюминия — катод. Законченный продукт готов. Теперь японцы изучают возможное применение других похожих отходов, получаемых от обработки, ячменя, пшеницы, иных злаковых растений.
При помощи информации: Hiroshima