— © ACS Sustainable Chem. Eng. 2022, 10, 1765-1776

Une équipe de scientifiques de l’université japonaise d’Hiroshima a utilisé des écorces de riz mises au rebut pour produire la première lampe LED à points quantiques en silicium au monde.

Une approche plus écologique

Ayant démontré leur potentiel dans de nombreux domaines, des appareils électroniques aux cellules solaires, les points quantiques sont des particules semi-conductrices dont la taille minuscule (quelques nanomètres seulement) leur confère des propriétés optiques et électroniques uniques. Leur production à grande échelle soulève cependant plusieurs préoccupations environnementales, étant donné que celle-ci implique généralement des matériaux toxiques, tels que le cadmium ou le plomb.

Dans le cadre de travaux publiés dans la revue ACS Sustainable Chemistry & Engineering, Ken-ichi Saitow et ses collègues ont privilégié un matériau et un processus de fabrication plus écologiques. N’intégrant pas de métaux lourds, leurs points quantiques en silicium présentent une stabilité et des températures de fonctionnement plus élevées, ouvrant la voie à leur utilisation dans le domaine médical ainsi que l’informatique quantique.

Pour les obtenir, l’équipe s’est tournée vers les cosses de riz mises au rebut (100 millions de tonnes chaque année dans le monde). Après avoir broyé les balles de riz et brûlé les composés organiques obtenus pour en extraire de la poudre de silice, les chercheurs ont chauffé cette dernière dans un four afin de la purifier. Un solvant a ensuite été ajouté pour rendre sa surface « chimiquement fonctionnelle ».

— Patcharida / Shutterstock.com

Des points quantiques en silicium de 3 nanomètres de diamètre

Mesurant trois nanomètres de diamètre, ces points quantiques en silicium (produisant une lumière orange-rouge) ont été disposés en couche et combinés à d’autres matériaux, dont un substrat de verre d’oxyde d’indium et d’étain servant d’anode et un film d’aluminium de cathode, pour former une LED.

« Il s’agit de la première recherche visant à développer une LED à partir de déchets de balles de riz », souligne Saitow.

Pour l’équipe, la prochaine étape consistera à améliorer les performances des LED pour les rendre plus lumineuses et développer des versions présentant des teintes différentes. Ils estiment également que la technique pourrait être adaptée pour utiliser d’autres déchets végétaux, tels que ceux du blé, de l’orge et de l’herbe.

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