從電視、太陽(yáng)能電池、到尖端的癌癥治療，量子點(diǎn)開(kāi)始在諸多領(lǐng)域展現(xiàn)其獨(dú)特的潛力。但是談到大規(guī)模制造，還是會(huì)引發(fā)一些與環(huán)境有關(guān)的問(wèn)題。

有趣的是，在2022年1月28日出版的《ACS可持續(xù)化學(xué)與工程》雜志上，日本廣島大學(xué)的一支科學(xué)家團(tuán)隊(duì)，正巧介紹了一種使用廢棄稻殼來(lái)生產(chǎn)首個(gè)硅量子點(diǎn)LED燈的環(huán)保創(chuàng)舉。

圖片來(lái)源：American Chemical Society

研究一作、該校化學(xué)教授Ken-ichi Saitow表示：典型的量子點(diǎn)技術(shù)，通常涉及鎘、鉛等重金屬。而他們提出的新制造工藝，則最大限度地減少了這方面的顧慮。

之所以選擇硅量子點(diǎn)方案，主要是該路線能夠避開(kāi)重金屬、輔以一些其它益處。比如更高的工作溫度和穩(wěn)定性，使之成為了量子計(jì)算的有力候選之一。此外無(wú)毒的特性，也意味著它很適合醫(yī)療應(yīng)用。

這項(xiàng)研究旨在開(kāi)發(fā)一種利用廢料的新型硅量子點(diǎn)工藝，而全球每年的稻殼廢料在1億噸左右——它們顯然是硅元素的一個(gè)有趣來(lái)源。

為了利用稻殼廢料中的硅元素，科學(xué)家們提出了一種新穎的方法。先是將它們碾磨并燃燒掉有機(jī)化合物，以提取二氧化硅粉末，然后在爐中加熱。

圖片來(lái)源：Hiroshima University

接著將純化二氧化硅粉末打成更小的顆粒，并添加到溶劑中，以將其表面“化學(xué)官能化”（chemically functionalize），繼而得到大小約3nm的硅量子點(diǎn)。

最后將這一層與其它材料相結(jié)合，比如用作陽(yáng)極的銦錫氧化物玻璃基板/用作陰極的鋁膜，便可制成最終的硅量子點(diǎn)LED燈（橙紅光譜）。

在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)希望進(jìn)一步提升LED的性能/發(fā)光效率、并開(kāi)發(fā)橙紅色之外的顏色版本，此外還可想象將這項(xiàng)技術(shù)用于小麥、大麥等草本植物的廢料處理上。

有關(guān)這項(xiàng)研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在近期出版的《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》雜志上，原標(biāo)題為《Orange–Red Si Quantum Dot LEDs from Recycled Rice Husks》。（來(lái)源：cnbeta）

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