پنجشنبه ۳۱ خرداد ۱۴۰۳
۱۳:۳۸ - ۲۵ فروردین ۱۴۰۱ کد خبر: ۱۴۰۱۰۱۲۴۵۸
اختراعات و پژوهش های علمی

تولید LED نقطه کوانتومی با استفاده از سبوس برنج

ال ای دی,تولید LED نقطه کوانتومی با استفاده از سبوس برنج
دانشمندان از دورریز پوسته یا سبوس برنج استفاده کرده اند تا یک ال ای دی نقطه کوانتومی دوستدار محیط زیست تولید کنند.

به گزارش ایسنا و به نقل از نیو اطلس، نقاط کوانتومی، از تلویزیون ها و سلول های خورشیدی گرفته تا درمان های پیشرفته سرطان (cancer)، پتانسیل منحصربه فرد خود را در بسیاری از زمینه ها نشان می‌دهند، ولی تولید آن ها در مقیاس انبوه با برخی از مسائل مربوط به محیط زیست مرتبط است.

اکنون دانشمندان دانشگاه "هیروشیما" در ژاپن با استفاده از پوسته برنج دور ریخته شده برای تولید اولین نور led نقطه کوانتومی سیلیکونی جهان، مسیر سبزتری را در این زمینه نشان داده اند.

نقاط کوانتومی (QDs) نیمه هادی های کوچک و با اندازه زیر ۱۰ نانومتر هستند و دارای خواص الکترونیکی هستند که به دلیل مکانیک کوانتومی با ذرات بزرگتر تفاوت دارند. آن ها 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 می تواند 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 الکترون ها یا سوراخ های الکترونی را محکم بسته اند. نقاط کوانتومی بعضی اوقات به اتم های غیر مصنوعی گفته می شود و بر تکین بودن آن ها، داشتن حالت های الکترونیکی محدود، مانند مواد اتمی یا مولکول های طبیعی تأکید می شود. نشان داده شده است که موج الکترونیکی توابع کوانتومی را با اتم های واقعی شباهت می دهد. با اتصال دو یا چند نقطه کوانتومی، می توان یک مولکول مصنوعی ساخت.

نقاط کوانتومی دارای خواص واسطه ای بین نیمه هادی های فله و اتم ها یا مولکول های گسسته هستند. ویژگی های انتخابی آنها بعنوان تابعی از اندازه و شکل تغییر می کند. نقاط کوانتومی بزرگتر با قطر پنج تا شش نانومتر از طول موج های طولانی تر با رنگ هایی مانند نارنجی یا قرمز ساطع می کنند. نقاط کوانتومی کوچک تر از طول موج کوتاه تر ساطع می شوند و رنگ هایی مانند آبی و سبز به همراه می آورند. با این حال، رنگ های خاص بسته به ترکیب دقیق نقاط کوانتومی متفاوت است.

کاربردهای بالقوه نقاط کوانتومی شامل ترانزیستورهای تک الکترونی، سلول های خورشیدی، ال ای دی ، لیزرها، منابع تک فوتونی، نسل دوم هارمونیک، محاسبات کوانتومی و تصویربرداری پزشکی است. اندازه کوچک آنها اجازه می دهد 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" می گوید:از آنجایی که نقاط کوانتومی معمولی اغلب حاوی مواد سمی مانند کادمیوم، سرب یا سایر فلزات سنگین هستند، نگرانی های زیست محیطی اغلب هنگام استفاده از نانومواد مورد بررسی می گیرند. در حالی که فرآیند پیشنهادی ما و روش ساخت نقاط کوانتومی این نگرانی ها را به حداقل می رساند.

نوع نقاط کوانتومی که" سایتو" و تیمش دنبال می کنند، نقاط کوانتومی سیلیکونی هستند که از فلزات سنگین دوری می کنند و مزایای دیگری نیز دارند. پایداری و دمای عملیاتی بالاتر، آنها را به یکی از نامزدهای پیشرو برای استفاده در محاسبات کوانتومی تبدیل می کند، در حالیکه ماهیت غیر سمی شان، آنها را برای استفاده در کاربردهای پزشکی مناسب می کند.

این مطالعه به دنبال ایجاد نوع جدیدی از نقطه کوانتومی سیلیکونی است که از مواد زاید(سبوس برنج) استفاده می کند، مواد زائد و دورریزی که سالانه منجر به تولید حدود ۱۰۰ میلیون تن ضایعات پوسته برنج در سطح جهان می شود.

این پوسته های 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 می شود. سپس ذرات پودر سیلیس خالص شده کوچک تر می شوند و به حلال اضافه می شوند 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 لایه ای از این نقاط کوانتومی سیلیکونی با لایه های مواد دیگر از جمله یک زیرلایه شیشه ای حاوی "ایندیم- قلع- اکسید" بعنوان آند و یک لایه آلومینیومی برای عمل به عنوان کاتد و تشکیل یک LED ترکیب شد.

"سایتو" می گوید: این اولین تحقیقی است که از پوسته های دورریز برنج یک LED ایجاد می کند.

اکنون دانشمندان امیدوارند که عملکرد این ال ای دی ها را بهبود بخشند تا آن ها را بطور موثرتری درخشنده کنند و نسخه هایی را در رنگ هایی غیر از نارنجی- قرمز توسعه دهند.

آن ها همچنین تصور می کنند 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.

  • 15
  • 1
۵۰%
همه چیز درباره
نظر شما چیست؟
انتشار یافته: ۰
در انتظار بررسی:۰
غیر قابل انتشار: ۰
جدیدترین
قدیمی ترین
مشاهده کامنت های بیشتر
زندگینامه امام زاده صالح زندگینامه امامزاده صالح تهران و محل دفن ایشان

نام پدر: اما موسی کاظم (ع)

محل دفن: تهران، شهرستان شمیرانات، شهر تجریش

تاریخ تاسیس بارگاه: قرن پنجم هجری قمری

روز بزرگداشت: ۵ ذیقعده

زندگینامه امامزاده صالح

باورها و اعتقادات مذهبی، نقشی پررنگ در شکل گیری فرهنگ و هویت ایرانیان داشته است. احترام به سادات و نوادگان پیامبر اکرم (ص) از جمله این باورهاست. از این رو، در طول تاریخ ایران، امامزادگان همواره به عنوان واسطه های فیض الهی و امامان معصوم (ع) مورد توجه مردم قرار داشته اند. آرامگاه این بزرگواران، به اماکن زیارتی تبدیل شده و مردم برای طلب حاجت، شفا و دفع بلا به آنها توسل می جویند.

ادامه
نیلوفر اردلان بیوگرافی نیلوفر اردلان؛ سرمربی فوتسال و فوتبال بانوان ایران

چکیده بیوگرافی نیلوفر اردلان

نام کامل: نیلوفر اردلان

تاریخ تولد: ۸ خرداد ۱۳۶۴

محل تولد: تهران 

حرفه: بازیکن سابق فوتبال و فوتسال، سرمربی تیم ملی فوتبال و فوتسال بانوان

سال های فعالیت: ۱۳۸۵ تاکنون

قد: ۱ متر و ۷۲ سانتی متر

ادامه
محمدعلی جمال زاده بیوگرافی محمدعلی جمال زاده؛ پدر داستان های کوتاه فارسی

تاریخ تولد: ۲۳ دی ۱۲۷۰

محل تولد: اصفهان، ایران

حرفه: نویسنده و مترجم

سال های فعالیت: ۱۳۰۰ تا ۱۳۴۴

درگذشت: ۲۴ دی ۱۳۷۶

آرامگاه: قبرستان پتی ساکونه ژنو

ادامه
فردریش نیچه نگاهی ژرف به زندگینامه و اندیشه‌های فردریش نیچه

تاریخ تولد: ۱۵ اکتبر ۱۸۴۴

محل تولد: روکن، آلمان

حرفه: فیلسوف و منتقد فرهنگی

درگذشت: ۱۹۰۰ میلادی

مکتب: فردگرایی، اگزیستانسیالیسم، پسانوگرایی، پساساختارگرایی، فلسفه قاره‌ای

ادامه
هدیه بازوند بیوگرافی هدیه بازوند؛ بازیگر کرد سینما و تلویزیون ایران

تاریخ تولد: ۲۷ مرداد ۱۳۶۶

محل تولد: بندرعباس، ایران

حرفه: بازیگر سینما، تلویزیون و تئاتر

آغاز فعالیت: ۱۳۹۶ تاکنون

تحصیلات: فارغ التحصیل لیسانس رشته مهندسی معماری

ادامه
سانجیو باجاج بیوگرافی سانجیو باجاج میلیارد و کارآفرین موفق هندی

تاریخ تولد: ۲ نوامبر ۱۹۶۹

محل تولد: هندی

ملیت: هندی

حرفه: تاجر، سرمایه گذار و میلیارد 

تحصیلات: دکتری مدیریت از دانشگاه هاروارد

ادامه
محمد مهدی احمدی بیوگرافی محمدمهدی احمدی، داماد محسن رضایی

تاریخ تولد: دهه ۱۳۶۰

محل تولد: تهران

حرفه: مدیرعامل بانک شهر

مدرک تحصیلی: دکترای اقتصاد واحد علوم تحقیقات دانشگاه آزاد اسلامی تهران، کارشناسی ارشد علوم اقتصادی دانشگاه تهران، کارشناسی اقتصاد بازرگانی دانشگاه شهید بهشتی

نسبت خانوادگی: داماد محسن رضایی، برادر عروس قالیباف، برادر داماد رحمانی فضلی

ادامه
علی عسکری بیوگرافی علی عسکری سیاستمدار ایرانی

تاریخ تولد: ۱۳۳۷

محل تولد: دهق، اصفهان

حرفه: سیاستمدار، نظامی، مدیر ارشد اجرایی، مدیر عامل شرکت صنایع پتروشیمی خلیج فارس

آغاز فعالیت: ۱۳۶۲ تاکنون

تحصیلات: کارشناسی مهندسی برق - الکترونیک، کارشناسی ارشد مدیریت، دکتری مهندسی صنایع - سیستم و بهره‌وری

ادامه
ندا قاسمی بیوگرافی ندا قاسمی؛ بازیگر تازه کار و خوش چهره تلویزیون ایران

چکیده بیوگرافی ندا قاسمی

نام کامل: ندا قاسمی

تاریخ تولد: ۳۰ خرداد ۱۳۶۰

محل تولد: کرمانشاه

حرفه: بازیگر سینما، تلویزیون و تئاتر، مجری و صداپیشه

آغاز فعالیت: ۱۳۸۶ تاکنون

تحصیلات: دکترای شیمی آلی

ادامه
ویژه سرپوش