میرنیوز
نخستین چراغ ال‌ای‌دی کوانتومی جهان با سبوس برنج!
2022-04-15T04:44:00+04:30
به گزارش ایسنا و به نقل از نیو اطلس، نقاط کوانتومی، از تلویزیون‌ها و سلول‌های خورشیدی گرفته تا درمان‌های پیشرفته سرطان، پتانسیل منحصربه‌فرد خود را در بسیاری از زمینه‌ها نشان می‌دهند، اما تولید آنها در مقیاس انبوه با برخی از مسائل مربوط به محیط‌زیست مرتبط است.
اکنون دانشمندان دانشگاه "هیروشیما" در ژاپن با استفاده از پوسته برنج دور ریخته شده برای تولید اولین نور ال‌ای‌دی نقطه کوانتومی سیلیکونی جهان، مسیر سبزتری را در این زمینه نشان داده‌اند.
نقاط کوانتومی(QDs) نیمه هادی‌های کوچک و با اندازه زیر ۱۰ نانومتر هستند و دارای خواص الکترونیکی هستند که به دلیل مکانیک کوانتومی با ذرات بزرگتر تفاوت دارند. آنها موضوعی اصلی برای فناوری نانو هستند. هنگامی که نقاط کوانتومی توسط نور فرابنفش روشن می‌شوند، یک الکترون در نقطه کوانتومی می‌تواند در حالت انرژی بالاتر برانگیخته شود. در مورد نقطه کوانتومی، این فرآیند مربوط به انتقال یک الکترون از باند ظرفیت به باند رسانش است. الکترون برانگیخته می‌تواند به نوار ظرفیت بازگردد و انرژی خود را با انتشار نور آزاد کند که رنگ آن نور به اختلاف انرژی بین باند رسانش و باند ظرفیت بستگی دارد.
به زبان علم مواد، مواد نیمه هادی نانو مقیاس محکم یا الکترون‌ها یا سوراخ‌های الکترونی را محکم بسته‌اند. نقاط کوانتومی بعضی اوقات به اتم‌های غیر مصنوعی گفته می‌شود و بر تکین بودن آنها، داشتن حالت‌های الکترونیکی محدود، مانند مواد اتمی یا مولکول‌های طبیعی تأکید می‌شود. نشان داده شده است که موج الکترونیکی توابع کوانتومی را با اتم‌های واقعی شباهت می‌دهد. با اتصال دو یا چند نقطه کوانتومی، می‌توان یک مولکول مصنوعی ساخت.
نقاط کوانتومی دارای خواص واسطه‌ای بین نیمه هادی‌های فله و اتم‌ها یا مولکول‌های گسسته هستند. ویژگی‌های انتخابی آنها به عنوان تابعی از اندازه و شکل تغییر می‌کند. نقاط کوانتومی بزرگتر با قطر پنج تا شش نانومتر از طول موج‌های طولانی‌تر با رنگ‌هایی مانند نارنجی یا قرمز ساطع می‌کنند. نقاط کوانتومی کوچک‌تر از طول موج کوتاه‌تر ساطع می‌شوند و رنگ‌هایی مانند آبی و سبز به همراه می‌آورند. با این حال، رنگ‌های خاص بسته به ترکیب دقیق نقاط کوانتومی متفاوت است.
کاربردهای بالقوه نقاط کوانتومی شامل ترانزیستورهای تک الکترونی، سلول‌های خورشیدی، ال‌ای‌دی، لیزرها، منابع تک فوتونی، نسل دوم هارمونیک، محاسبات کوانتومی و تصویربرداری پزشکی است. اندازه کوچک آنها اجازه می‌دهد تا برخی نقاط کوانتومی در محلول به حالت تعلیق درآیند که ممکن است منجر به استفاده در چاپ جوهر افشان و پوشش اسپین شود.
"کن-ایچی سایتو" نویسنده اصلی این مطالعه و استاد شیمی در دانشگاه "هیروشیما" می‌گوید: از آنجایی که نقاط کوانتومی معمولی اغلب حاوی مواد سمی مانند کادمیوم، سرب یا سایر فلزات سنگین هستند، نگرانی‌های زیست‌محیطی اغلب هنگام استفاده از نانومواد مورد بررسی می‌گیرند. در حالی که فرآیند پیشنهادی ما و روش ساخت نقاط کوانتومی این نگرانی‌ها را به حداقل می‌رساند.
نوع نقاط کوانتومی که "سایتو" و تیمش دنبال می‌کنند، نقاط کوانتومی سیلیکونی هستند که از فلزات سنگین دوری می‌کنند و مزایای دیگری نیز دارند. پایداری و دمای عملیاتی بالاتر، آنها را به یکی از نامزدهای پیشرو برای استفاده در محاسبات کوانتومی تبدیل می‌کند، در حالی که ماهیت غیر سمی‌شان، آنها را برای استفاده در کاربردهای پزشکی مناسب می‌کند.
این مطالعه به دنبال ایجاد نوع جدیدی از نقطه کوانتومی سیلیکونی است که از مواد زائد(سبوس برنج) استفاده می‌کند، مواد زائد و دورریزی که سالیانه منجر به تولید حدود ۱۰۰ میلیون تن ضایعات پوسته برنج در سطح جهان می‌شود.
این پوسته‌های برنج در واقع یک منبع عالی از سیلیکون هستند که دانشمندان توانستند به لطف یک روش پردازش جدید از آن بهره ببرند. روش آنها شامل آسیاب کردن پوسته برنج و سوزاندن ترکیبات آلی برای استخراج پودر سیلیس است که سپس در یک کوره گرم می‌شود. سپس ذرات پودر سیلیس خالص شده کوچک‌تر می‌شوند و به حلال اضافه می‌شوند تا سطح آنها از نظر شیمیایی فعال شود. محصول نهایی، نقاط کوانتومی سیلیکونی به اندازه سه نانومتر است که در محدوده نارنجی-قرمز درخشندگی دارند.
سپس لایه‌ای از این نقاط کوانتومی سیلیکونی با لایه‌های مواد دیگر از جمله یک زیرلایه شیشه‌ای حاوی "ایندیم-قلع-اکسید" به عنوان آند و یک لایه آلومینیومی برای عمل به عنوان کاتد و تشکیل یک LED ترکیب شد.
"سایتو" می‌گوید: این اولین تحقیقی است که از پوسته‌های دورریز برنج یک LED ایجاد می‌کند.
اکنون دانشمندان امیدوارند که عملکرد این ال‌ای‌دی‌ها را بهبود بخشند تا آنها را به طور موثرتری درخشنده کنند و نسخه‌هایی را در رنگ‌هایی غیر از نارنجی-قرمز توسعه دهند.
آنها همچنین تصور می‌کنند که این تکنیک برای استفاده از سایر ضایعات گیاهی مانند گندم، جو و علوفه قابل اقتباس باشد.
این مطالعه در مجله ACS Sustainable Chemistry & Engineering منتشر شده است.
انتهای پیام
منبع : خبرگزاری ایسنا
کلمات کلیدی : میرنیوز الايدي نقاط کوانتومی سبوس برنج
اشتراک گذاری :
آخرین اخبار علمی
۲میلیارد تراکنش در «مرکز ملی تبادل اطلاعات» از ابتدای دولت چهاردهم
نانوحباب‌ها داروی ضدسرطان را به ریه می‌رسانند
شاخص بهداشت آب کدام شهرها مناسب نیست؟
مدیرکل دفتر مشاوره، سلامت و سبک زندگی سازمان امور دانشجویان منصوب شد
شاخص‌های بهداشت آب کدام شهرها مناسب نیست؟
متا سال آینده برای خرید اینستاگرام و واتس اپ به دادگاه می رود
زمان برگزاری هفدهمین دوره المپیاد علمی دانشجویان علوم پزشکی اعلام شد
دو بیماری که سلامت زنان را تهدید می‌کند
خطر ایجاد کارخانه تولید مقاله با هوش مصنوعی!
مدارک دکتری و پزشکی دانشگاههای آذربایجان فاقد اعتبار است
واکنش «زاکانی» به چادرخوابی همراهان بیمار
وضعیت شیوع آبله میمون در ایران و جهان + علائم بیماری
۵ سال زندان در انتظار رییس سامسونگ
استعدادهای برتر جامعه‌الزهرا(س) شناسایی می‌شوند
پیامک‌های پذیرش خارج از کنکور دانشگاه علوم پزشکی ایران کلاهبرداری است
تناسب اندام می‌تواند به پیشگیری از زوال عقل کمک کند
آغوش باز معاونت علمی برای استفاده از ظرفیت‌های علوم انسانی در «حکمرانی فناورانه»
درد مزمن مفاصل روی عملکرد مغز اثر می‌گذارد
همایش ملی دستاوردهای علمی فرش ایران برگزار خواهد شد
فراخوان جذب هیئت علمی در دانشگاههای علوم پزشکی بهمن ماه اعلام می‌شود
هوش مصنوعی از انجام پژوهش‌های تکراری جلوگیری می‌کند
ساخت اولین دستیار صوتی آفلاین اندروید توسط متخصصان ایرانی
پیشگویی چت جی پی تی از آینده پژوهش و استنادات علمی
رفع نیاز آزمایشگاه‌های آنالیز مواد شیمیایی با دستگاه ایران ساخت
انتصابات جدید در شرکت ارتباطات زیرساخت
سمپوزیوم بین‌المللی تازه‌های نقشه‌برداری مغز ایران برگزار می‌شود
نتایج جذب استعدادهای برتر در دستگاه‌ها بزودی اعلام می‌شود
ابقای رئیس دانشکده توانبخشی دانشگاه علوم پزشکی تهران
ایلان ماسک: هوش مصنوعی از پزشکان و وکلا جلو می زند
روبات مغناطیسی پیچ و مهره باز می کند
