В Японии научились изготавливать светодиоды из отходов рисовой шелухи

Исследователи из Университета Хиросимы в Японии обнаружили инновационный способ превращения отходов рисовой шелухи в светоизлучающие диоды (светодиоды).

Опубликованный в журнале ACS Sustainable Chemistry and Engineering новый процесс был разработан в Естественнонаучном центре фундаментальных исследований и разработок при Университете Хиросимы. По данным авторов, фрезерный рис производит более 100 миллионов тонн рисовой шелухи во всем мире в год, которая в последствии не используется.

Исследователь во главе с Кен-ики Сайтоу, профессором химии в Университете Хиросимы, сосредоточился на создании светодиодов из квантовых точек на основе кремния. Как следует из названия, светодиоды QD похожи на основные органические, но сделаны из квантовых точек. Светодиоды QD могут отображать более улучшенный цвет, чем старые, что делает их желательными для ЖК-экранов в телевизорах, мобильных телефонах и игровых консолях.

В настоящее время квантовые точки изготавливаются из токсичных материалов, таких как кадмий, свинец или другие тяжелые металлы. Квантовые точки, изготовленные из кремния, являются более безопасными альтернативами и могут быть найдены естественным путем. Рисовая шелуха, оказывается, является богатым источником кремнезема высокой чистоты (SiO2) и кремниевого порошка. Таким образом, чтобы создать менее токсичные светодиоды QD, исследователи обратились к использованию легкодоступного материала в рисовой шелухе в качестве альтернативного источника.

Чтобы сделать кремниевые квантовые точки, исследователи начали с измельчения риса и извлечения кремнезема из шелухи путем сжигания органических соединений из шелухи. Полученный порошок затем нагревали до получения кремниевого порошка. Каждый из кристаллов был сокращен до размера 3 нм с помощью химического травления (подвергая материалы высокому давлению, высокотемпературному химическому распылению). Наконец, крошечные кристаллы были химически стабилизированы для получения квантовых точек.

Светодиоды SiQD собираются из трех частей: сначала в качестве анода используется стеклянная подложка из оксида индия-олова, затем SIQD укладываются сверху, а затем покрываются диодом из алюминиевого слоя. Эти светодиоды SiQD производят красно-оранжевый свет с люминесцентной эффективностью более 20%.

Затем они попытаются разработать более высокоэффективные люминесцентные SiQDs, попытаются сделать цвета, отличные от оранжево-красного, возможно, использовать это для других растений

В будущем исследователи планируют разработать более эффективные SIQD, создать квантовые точки, которые производят другие цвета, и даже потенциально адаптировать процесс для различных типов растительных отходов, таких как бамбук сахарного тростника, пшеница, ячмень или травы, содержащие диоксид кремния. Они даже нацелились на расширение процесса, чтобы сделать его доступным для коммерческого использования, превратив миллионы тонн рисовых отходов в более безопасные светодиоды.