Halvledarnanokristaller kända som kvantprickar (QDs) används i allt större utsträckning som fotoluminescerande material i bioavbildning, fotonik, och optoelektroniska tillämpningar. Dock, dessa QD måste ha stabila fotoluminescensegenskaper för att kunna användas i dessa applikationer. Fotoluminescensstabilitet hos QDs uppnås genom att kemiskt modifiera ytan på QDs.

Dock, kemisk modifiering av ytan kräver vanligtvis stora mängder organiska lösningsmedel som är skadliga för miljön. För att lösa det här problemet, många forskare har försökt syntetisera polymer-nanopartikelkompositer genom att använda superkritisk vätska (SCF)-baserad teknik. Superkritisk CO2 har framträtt som det mest omfattande studerade SCF-mediet, eftersom det är lättillgängligt, billig, icke brandfarlig, och miljövänligt.

Toyohashi Tech forskare i samarbete med forskare vid National Institute of Technology, Kurume College har undersökt bildandet av nanostrukturerat material med hjälp av superkritisk CO2. De har visat bildandet av sammansatta nanopartiklar av luminescerande ZnO QDs och polymer genom dispersionspolymerisation i superkritisk CO2. Som ett resultat av den superkritiska CO2-stödda ytmodifieringen av QD, QDs var väl dispergerade i polymermatrisen och visade hög luminescens.

"Tyvärr, fotoluminescensegenskaperna hos orörda luminescerande QD:er släcktes i superkritisk CO2. Ytstrukturen hos QDs förstördes av superkritisk CO2.", förklarar docent Kiyoshi Matsuyama vid National Institute of Technology, Kurume College, "Vi fann att släckningen av ZnO QDs kunde förhindras genom att belägga med kiseldioxid för att erhålla PMMA-ZnO komposit QDs med hög luminescens med hjälp av en superkritisk CO2-assisterad ytmodifiering med polymer."

Vår forskning visar att den superkritiska vätska-assisterade processen ger en miljövänlig väg för att producera stabiliserade självlysande material.