En "supersyra" mycket starkare än bilbatterisyra har möjliggjort en viktig framsteg mot en ny generation LED -belysning som är säkrare, billigare och mer användarvänligt.
Forskare vid Oregon State University använde den organiska supersyran för att förbättra prestanda för "kvantprickar" gjorda av kopparindiumdisulfid, en förening mycket mindre giftig än bly eller kadmium som vanligtvis fungerar som grund för de ljusemitterande nanokristallerna.
Används inom optik och elektronik, kvantprickar har funnits ett tag. Men de kan vara dyra att tillverka såväl som osäkra för vissa potentiella applikationer, inklusive biomedicinsk avbildning, på grund av bly och kadmiums toxicitet.
"Det finns en mängd olika produkter och tekniker som kvantprickar kan appliceras på, men för masskonsumentanvändning, kanske det viktigaste är förbättrad LED -belysning, "sa Greg Herman, professor i kemiteknik vid OSU College of Engineering. "Och det finns nu ljusemitterande nanokristall-TV på marknaden som använder kvantprickar."
Tillverkningstekniker som utvecklas i Oregon State hanterar problemet med toxicitet och bör skala upp till stora volymer för billiga kommersiella applikationer. De kommer också att ge nya sätt att erbjuda den precision som behövs för bättre färgkontroll; partikelns storlek och sammansättning är det som bestämmer ljusets färg.
I denna senaste studie, publicerad i Material Bokstäver , forskare skapade en supersyrabehandling som förbättrar fotoluminescensen av det giftfria, icke-tungmetallkvantprickar till den grad att de är jämförbara med det mest presterande kvantpunktmaterialet, kadmium selenid.
"Ljusemissionen från de supersyrabehandlade prickarna är mycket bättre, "sa Herman, studiens motsvarande författare. "Det finns fortfarande frågor som måste åtgärdas, men det vi har visat med detta är förmågan att förbättra livstiden för kvantprickarna, och mycket högre kvanteffektivitet. Och eftersom dessa kvantprickar är giftfria, potentialen finns också för biomedicinska tillämpningar. "
En cancerpatient, till exempel, kan få i sig mycket stabila prickar som skulle samlas på tumörplatser för att möjliggöra avbildning.
"Det är en annan anledning till att vi arbetar med koppar och indium, "sa han." Du vill inte att folk ska få i sig kadmium eller bly. "
National Science Foundation och Sharp Laboratories of America stödde denna forskning. Medarbetare inkluderade dåvarande OSU-doktorander Yagenetfere Alemu och Gustavo Albuquerque.
Tidigare quantum dot -framsteg i Oregon State involverade utvecklingen av en "kontinuerligt flöde" kemisk reaktor, samt mikrovågsuppvärmningsteknik som är begreppsmässigt lik den ugnar som ägs av de flesta amerikanska hushåll.
Systemet för kontinuerligt flöde är snabbt och energieffektivt och kommer att sänka tillverkningskostnaderna. Och mikrovågstekniken möjliggör exakt kontroll av värmen som behövs under tillverkningsprocessen, översätta till nanopartiklar som är i storlek, form och komposition de behöver vara.
