Científicos japoneses crean puntos cuánticos luminiscentes a partir de cáscaras de arroz.
Los puntos cuánticos son una de las tecnologías más prometedoras en el campo de la microelectrónica. Los fragmentos de los llamados semiconductores o conductores son tan pequeños que el movimiento de las cargas eléctricas dentro de ellos está severamente restringido, lo que permite que se produzcan efectos cuánticos. Esto permite controlar con precisión los niveles de energía de los electrones y la longitud de onda de los fotones que emiten al pasar de un nivel de energía a otro, por ejemplo. A partir del mismo punto cuántico, basta con cambiar ligeramente el tamaño y la forma del cristal para obtener una fuente de luz brillante del color deseado. Por eso son tan atractivos para una variedad de aplicaciones, desde pantallas hasta paneles solares, biomedicina e incluso control de calidad de combustible.
Pero los puntos cuánticos normalmente deben obtenerse a partir de metales pesados como el plomo y el cadmio, que son tóxicos para la naturaleza y el cuerpo humano. Las partículas de tamaño nanométrico hacen que se propaguen fácilmente y pueden hacerlas más peligrosas. Entonces, los científicos de la Universidad de Hiroshima en Japón recurrieron a una fuente más ecológica de puntos cuánticos: el silicio semiconductor fabricado a partir de desechos agrícolas. Su trabajo se publica en un artículo en la revista ACS Sustainable Chemistry and Engineering.
El profesor Kenichi Saitow y sus colegas utilizaron cáscaras de arroz trituradas y quemadas para eliminar toda la materia orgánica y producir polvo de sílice (aproximadamente el 20% del peso de las cáscaras de arroz). El dióxido de azufre se reduce a silicio atómico y se purifica aún más para obtener un polvo con un tamaño de partícula de aproximadamente 3 nanómetros. Después de tratamientos químicos adicionales, se obtuvieron puntos cuánticos de silicio, que producen una radiación estable en el rango rojo anaranjado con una eficiencia superior al 20%.
Según científicos japoneses, este es el primer ejemplo de puntos cuánticos "ecológicos" obtenidos a partir de cáscaras de arroz, una gran cantidad de residuos producidos en la agricultura. Hasta ahora, estos residuos se tiraban a la basura o simplemente se quemaban. Los autores creen que podrán ampliar esta tecnología para la producción en masa y que las propiedades no tóxicas de los puntos cuánticos de silicio les permitirán encontrar la más amplia gama de aplicaciones.