Forskare från Queensland University of Technology och Griffith University har utvecklat en metod för att göra små hårstrån till kol -nanodoter, som är små, enhetliga punkter som är en miljonedel av en millimeter. För att producera kol -nanodoter, de utvecklade en process i två steg som gick ut på att bryta ner hårstrån och sedan bränna dem vid 240 grader Celsius.

Docent Prashant Sonar och professor Ken (Kostya) Ostrikov, som är huvudutredare vid QUT Center for Materials Science, sa forskningen som publicerades i tidskriften Avancerade material var det första exemplet på att avfall från mänskligt hår förvandlades till starkt självlysande kolnanomaterial av vilket flexibla ljusavgivande enheter tillverkades.

De bearbetade nanodotterna fördelades likformigt i en polymer och fick sedan självmontera sig för att bilda "nano-öar", eller små grupperingar av nanodotterna. Bildandet av öar bevarar emissionen från ett material i fast tillstånd som i huvudsak behövs för att införliva något nanomaterial i en enhet.

Dessa nano-öar användes som ett aktivt lager i organiska lysdioder (OLED).

Enheten lyser med en blå färg när en blygsam spänning, ungefär lika med två eller tre pennbatterier, applicerades på enheten.

"Avfall är ett stort problem, "Professor Sonar sa." Mänskligt hårbaserade kolprickbaserade organiska ljusemitterande enheter kan användas för vissa inomhusapplikationer, till exempel smarta förpackningar.

Han fortsatte, "De kan också användas där en liten ljuskälla krävs som i skyltar eller i smarta band och kan användas i medicinsk utrustning på grund av materialets icke-toxicitet."

Ph.D. studenten Amandeep Singh Pannu sa från början av sin doktorandforskning att han hade varit väldigt angelägen om att använda avfall och förvandla det till ett värdefullt material.

Professor Sonar sa att det kan finnas många användningsområden för små och billiga flexibla OLED-skärmar på Internet of Things (IoT)-enheter.

Ett hypotetiskt exempel är en smart mjölkflaska, med en sensor inbyggd för att ge en realtidsuppdatering av mjölkens utgång, med den informationen som visas på en skärm på utsidan.

Professor Sonar sa att anledningen till att forskarna valde hår för att extrahera kolprickar, snarare än något annat, var att hårstrån var en naturlig källa till kol och kväve, som är nyckelelement för att erhålla ljusavgivande partiklar. En annan faktor var att en praktisk användning för avfallshår skulle kunna hindra det från att hamna på en deponi.

Människohår består av proteiner (polymerer av aminosyror) inklusive keratin, som bryts ner vid kontrollerad uppvärmning. Materialet som blir kvar efter uppvärmning har både kol och kväve inbäddat i sin molekylära struktur, vilket ger den gynnsamma elektroniska egenskaper.

Professor Sonar sa att kolnanododerna från mänskligt hår inte lyser tillräckligt starkt för att kunna användas på tv -skärmar utan kan användas i en rad flexibla skärmar från bärbara enheter till smarta förpackningar.

"Vi har bevisat att det fungerar för människohår. Vi är nu intresserade om vi kunde få samma resultat från djurhår, " sa professor Sonar

"Kanske skulle vi kunna producera flexibla OLED:er med små ullstrån från får eller överblivet hundhår från djurvårdssalonger."

Singh will continue his research work on this direction under Professor Ostrikov and Sonar to explore more opportunities for using these carbon nanostructures for future electronics and underlying nanoscience.

Professor Sonar, Professor Ostrikov, and the team of researchers, including Mr Singh, and in collaboration with Professor Qin Li of Griffith University, have also published further research in the journal Sustainable Materials and Technologies on how carbon dots made from human hair could also be used to develop a sensor that can perform real-time monitoring of chloroform levels in water treatment systems.

Chloroform is one of the by-products when chlorine is used for water disinfection. The World Health Organization (WHO) has set a safe limit of chloroform of less than 300 parts per billion in drinking water.

Professor Sonar said the research had found the carbon dots made from human hair responded to the presence of chloroform with high sensitivity and selectivity.

"The creation of valuable material from human hair waste that has potential uses in both display and sensing opens up an opportunity towards a circular economy and sustainable material technology, " he said.