高壓蒸煮樺葉以生產(chǎn)有機半導(dǎo)體原材料
如今,石化化合物和鉑、銥等稀有金屬被用來生產(chǎn)光電半導(dǎo)體,例如用于超薄電視和手機屏幕的有機 LED。 于默奧大學(xué)的物理學(xué)家與丹麥和中國的研究人員合作,發(fā)現(xiàn)了一種更可持續(xù)的替代方案。 通過對于默奧大學(xué)校園采摘的樺樹葉進(jìn)行高壓烹飪,他們生產(chǎn)出了具有所需光學(xué)特性的納米碳顆粒。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/202311/453411.htm“我們研究的本質(zhì)是利用附近的可再生資源來生產(chǎn)有機半導(dǎo)體材料,”于默奧大學(xué)物理系研究員、該研究的作者之一王嘉說,該研究已發(fā)表在《綠色化學(xué)》雜志上。
有機半導(dǎo)體是光電應(yīng)用中重要的功能材料。 其中一種應(yīng)用是有機發(fā)光二極管(OLED),包括超薄且明亮的電視和手機屏幕。 對這種先進(jìn)技術(shù)的需求急劇增加正在推動有機半導(dǎo)體材料的大規(guī)模生產(chǎn)。
不幸的是,這些半導(dǎo)體目前主要由石化化合物和通過對環(huán)境有害的采礦獲得的稀有元素生產(chǎn)。 而且,這些材料往往含有供應(yīng)短缺的所謂“關(guān)鍵原材料”,例如鉑、銦和磷。
從可持續(xù)發(fā)展的角度來看,如果我們能夠利用來自植物、動物和廢物的生物質(zhì)來生產(chǎn)有機半導(dǎo)體材料,那將是理想的。 這些原材料是可再生的并且來源豐富。 物理系研究員王佳和她的同事與國際合作伙伴一起成功生產(chǎn)了這種生物基半導(dǎo)體材料。
白樺葉放入高壓鍋中
合成過程很簡單:他們在于默奧校園采摘樺樹葉,然后在高壓鍋中煮熟。 它產(chǎn)生了大約兩納米大小的“碳點”,當(dāng)溶解在乙醇中時,碳點會發(fā)出窄帶的深紅光。 這些樺葉碳點的一些光學(xué)特性與目前用于半導(dǎo)體材料的商用量子點相當(dāng),但與它們不同的是,它們不含重金屬或關(guān)鍵原材料。
“值得注意的是,我們的方法不僅限于白樺葉,”王嘉解釋道。 “我們用相同的壓力烹飪方法測試了不同的植物葉子,它們都產(chǎn)生了類似的發(fā)紅光的碳點。這種多功能性表明該轉(zhuǎn)化過程可以在不同的地方使用?!?/p>
利用發(fā)光電化學(xué)電池裝置中的碳點,研究人員能夠證明產(chǎn)生的亮度為 100 cd/m2,與電腦屏幕的光強度相當(dāng)。
“這一結(jié)果表明,從消耗石油化合物到再生生物質(zhì)作為有機半導(dǎo)體的原材料是可能的,”王嘉說。
她強調(diào)碳點除了發(fā)光裝置之外還有更廣泛的潛力。
“碳點在從生物成像、傳感到防偽等各種應(yīng)用中都具有廣闊的前景。我們對合作持開放態(tài)度,并渴望探索這些發(fā)射性和可持續(xù)碳點的更令人興奮的用途,”王嘉說。
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