廣島大學的科學家們利用稻殼和化學產品創造了世界上第一個硅量子點LED燈。圖片來源：美國化學學會期刊《ACS可持續化學與工程》
科技日報實習記者 張佳欣
碾米從稻殼中分離出來，每年可在全球范圍內產生約1億噸稻殼廢料。日本科學家利用回收稻殼創造了首個硅量子點LED燈，其以一種低成本、環保的方式將農業廢棄物轉化為最先進的發光二極管。研究成果近日發表在美國化學學會期刊《ACS可持續化學與工程》上。
該研究的主要作者、日本廣島大學自然科學基礎研究與開發中心化學教授齋藤健一說：“由于典型的量子點通常涉及有毒物質，如鎘、鉛或其他重金屬，在使用納米材料時，環境問題經常被考慮。我們提出的量子點工藝和制造方法將這些擔憂降至最低?！?/p>
研究團隊使用碾磨、熱處理和化學蝕刻相結合的方法來處理稻殼二氧化硅：首先，他們碾磨稻殼，并通過燃燒碾磨的稻殼中的有機化合物來提取二氧化硅粉末。其次，他們將生成的二氧化硅粉末在電爐中加熱，通過還原反應獲得硅粉。第三，經過化學蝕刻進一步得到3納米的純化硅粉。最后，對其表面進行化學功能化處理，使其具有較高的化學穩定性和在溶劑中的分散性，用3納米的納米晶顆粒制備了發光在橙紅色范圍內的硅量子點，發光效率超過20%。
研究團隊開發的化學合成方法使他們能夠評估硅量子點LED的光學和光電性能，包括二氧化硅、硅粉和硅量子點的結構、合成產量和性能。該團隊的下一步工作包括在硅量子點和LED中開發出更高的發光效率。他們還將探索生產除了橙紅色以外的硅量子點LED的可能性。
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