Miljøvenlige fotoluminescerende nanopartikler til mere levende displayfarver

Forskere på universitetet ledet af Osaka skabte en ny type lysemitterende nanopartikler, der er lavet af ternære ikke-toksiske halvledere for at hjælpe med at skabe displays og LED-belysning med bedre farver, der er mere miljøvenlige

De fleste aktuelle skærme repræsenterer ikke altid nøjagtigt verdens farver, som vi opfatter dem med øjet, i stedet kun repræsenterer cirka 70 procent af dem. For at gøre bedre skærme med ægte farver almindeligt tilgængelige, forskere har fokuseret deres indsats på lysemitterende nanopartikler. Sådanne nanopartikler kan også bruges i medicinsk forskning til at lyse op og holde styr på medicin, når de udvikler og tester nye lægemidler i kroppen. Imidlertid, det metal, disse lysemitterende nanopartikler er baseret på, nemlig cadmium, er meget giftig, som begrænser dets anvendelser inden for medicinsk forskning og i forbrugerprodukter - mange lande kan snart indføre forbud mod giftige nanopartikler.

Det er derfor vigtigt at skabe ikke-toksiske versioner af disse nanopartikler, der har lignende egenskaber:de skal producere meget rene farver og skal gøre det på en meget energieffektiv måde. Hidtil er det lykkedes forskere at skabe giftfri nanopartikler, der udsender lys på en effektiv måde ved at skabe halvledere med tre typer elementer i dem, for eksempel, sølv, indium, og svovl (i form af sølvindiumdisulfid (AgInS2)). Imidlertid, farverne, de udsender, er ikke rene nok - og mange forskere erklærede, at det ville være umuligt for sådanne nanopartikler nogensinde at udsende rene farver.

Nu, forskere fra Osaka University har bevist, at det er muligt ved at fremstille halvleder -nanopartikler indeholdende sølvindiumdisulfid og tilføje en skal omkring dem bestående af et halvledermateriale lavet af to forskellige elementer, gallium og svovl. Holdet var i stand til reproducerbart at skabe disse skaldækkede nanopartikler, der både er energieffektive og udsender levende, rene farver. Holdet har for nylig offentliggjort deres forskning i Nature journal NPG Asia Materials .

"Vi syntetiserede ikke-giftige nanopartikler på den normale måde:Bland alle ingredienserne sammen og varm dem op. Resultaterne var ikke fantastiske, men ved at justere synteseforholdene og ændre nanopartikelkernerne og skallerne, vi lukkede dem i, vi var i stand til at opnå fantastiske effektiviteter og meget rene farver, "siger medforfatter til undersøgelsen Susumu Kuwabata.

Indeslutning af nanopartikler i halvlederskaller i intet nyt, men de skaller, der i øjeblikket bruges, har stift anbragt atomer inde i dem, der henviser til, at de nye partikler er lavet af et mere kaotisk materiale uden en så stiv struktur.

"Sølvindiumdisulfidpartiklerne udsendte renere farver efter belægningen med galliumsulfid. Oven i det, skaldelene i mikroskopiske billeder var totalt amorfe. Vi synes, at shell -materialets mindre stive karakter spillede en vigtig rolle i det - det var mere tilpasningsdygtigt og derfor i stand til at antage mere energisk gunstige konformationer, "siger første forfatter Taro Uematsu.

Teamets resultater viser, at det er muligt at skabe kadmiumfri, ikke-giftige nanopartikler med meget gode farveemitterende egenskaber ved brug af amorfe skaller omkring nanopartikelkernerne.