Vähemmän myrkyllisiä kvanttipisteitä

Innovatiivisten materiaalien kysynnän kasvaessa – erityisesti vastauksena nykypäivän teknologisiin ja ympäristöhaasteisiin – nanomateriaalien tutkimus on nousemassa strategiseksi alaksi.

Näistä materiaaleista kvanttipisteet herättävät erityistä huomiota ainutlaatuisten ominaisuuksiensa ja laajan käyttöalueensa vuoksi.

Liègen yliopiston tutkijaryhmä on äskettäin antanut aiheeseen merkittävän panoksen ehdottamalla kestävämpää lähestymistapaa näiden nanorakenteiden tuotantoon.

Kvanttipisteet (QD) ovat nanometrin kokoisia puolijohdehiukkasia, joilla on ainutlaatuiset optiset ja elektroniset ominaisuudet. Niiden kyky absorboida ja emittoida valoa erittäin tarkasti tekee niistä ihanteellisia käytettäväksi aurinkokennoissa, led-valoissa, lääketieteellisessä kuvantamisessa ja antureissa.

Äskettäisessä tutkimuksessa ULiègen tutkijat kehittivät ensimmäisen tehostetun, skaalautuvan prosessin kadmiumkalkogenidin kvanttipisteiden (optoelektroniikassa ja nanoteknologiassa laajalti käytettyjen puolijohtavien yhdisteiden) tuottamiseksi veteen käyttämällä uutta, bioyhteensopivaa kalkogenidilähdettä (kemiallisia alkuaineita, kuten rikkiä, seleeniä ja telluuria).

Toisin kuin perinteiset menetelmät, jotka perustuvat orgaanisiin liuottimiin, tämä täysin vesipohjainen ja jatkuvan virtauksen prosessi tarjoaa vertaansa vailla kestävyyttä, turvallisuutta ja monipuolisuutta – suuri harppaus edistyneiden nanomateriaalien vastuullisessa tuotannossa.

Kahden ULiègen laboratorion välinen yhteistyö johti uuden vesiliukoisen kalkogenidilähteen ja täysin integroidun virtausprosessin suunnitteluun, joka tuottaa biologisesti yhteensopivia, korkealaatuisia kvanttipisteitä.

"Tämä idea tuli alun perin peptidisynteesistä, jossa TCEP on hyvin tunnettu vesiliukoinen pelkistin", selittää CiTOSin johtaja Jean-Christophe Monbaliu. "Näimme ainutlaatuisen mahdollisuuden käyttää sitä turvallisempana, skaalautuvana kalkogeeninsiirtoaineena – ja se toimi erittäin hyvin. "

Työssä kehitetty järjestelmä ei ainoastaan paranna tuottavuutta, vaan vähentää merkittävästi jätettä, energiankulutusta ja jälkikäsittelyn tarvetta.

"Vaikka kadmiumpohjaiset kvanttipisteet ovat erittäin tehokkaita, niiden myrkyllisyys on edelleen huolenaihe - varsinkin yhä tiukempien ympäristömääräysten alla", lisää CiTOSin tutkija Carlotta Campalani.

Tukijoiden mukaan nämä uudet tulokset korostavat tämän uuden toimintatavan mahdollisuuksia laajalle levinneisiin biologisiin tai teollisiin sovelluksiin.

Aiheesta aiemmin:

Kvanttipisteisiä ledejä ilman myrkkyjä

Kvanttipisteisiä aurinkosähkökennoja

Laserdiodeja liuoksista