首款稻壳制成的硅量子点LED灯亮起

碾米是从稻壳中分离出来的，全世界每年产生约1亿吨稻壳废料。日本科学家通过回收稻壳创造了第一个硅量子点LED灯，以低成本和环保的方式将农业废弃物变成了最先进的LED。该研究成果近日发表在美国化学学会期刊《ACS可持续化学与工程》上。

“由于典型的量子点通常涉及有毒物质，如镉、铅或其他重金属，因此在使用纳米材料时经常会考虑环境问题，”该研究的主要作者、日本广岛大学自然科学基础研究和发展中心的化学教授Kenichi Saito说。我们提出的量子点技术和制造方法最大限度地减少了这些担忧。"

研究小组使用碾磨、热处理和化学蚀刻的组合来处理稻壳二氧化硅：首先，他们碾磨稻壳，并通过燃烧碾磨稻壳中的有机化合物来提取二氧化硅粉末；其次，他们在电炉中加热生成的硅粉，通过还原反应得到硅粉；第三步，化学刻蚀进一步得到3纳米提纯硅粉；最后，对表面进行化学功能化，使其在溶剂中具有高的化学稳定性和分散性。用3 nm纳米晶颗粒制备了橙红色发光的硅量子点，发光效率超过20%。

研究团队开发的化学合成方法使他们能够评估硅量子点LED的光学和光电特性，包括二氧化硅、硅粉和硅量子点的结构、合成产率和性能。该团队的下一步工作包括在硅量子点和led中开发更高的发光效率。他们还将探索生产除橙红色以外的硅量子点发光二极管的可能性。