I nanocristalli semiconduttori noti come punti quantici (QD) vengono sempre più utilizzati come materiali fotoluminescenti nel bio-imaging, fotonica, e applicazioni optoelettroniche. Però, questi QD devono avere proprietà di fotoluminescenza stabili per essere utilizzati in queste applicazioni. La stabilità alla fotoluminescenza dei QD si ottiene modificando chimicamente la superficie dei QD.

Però, la modifica chimica della superficie richiede tipicamente grandi quantità di solventi organici dannosi per l'ambiente. Risolvere questo problema, molti ricercatori hanno tentato di sintetizzare compositi polimero-nanoparticelle utilizzando una tecnologia basata su fluidi supercritici (SCF). La CO2 supercritica è emersa come il mezzo SCF più studiato, perché è facilmente disponibile, poco costoso, non infiammabile, e rispettoso dell'ambiente.

I ricercatori di Toyohashi Tech in collaborazione con i ricercatori del National Institute of Technology, Il Kurume College ha studiato la formazione di materiale nanostrutturato utilizzando CO2 supercritica. Hanno dimostrato la formazione di nanoparticelle composite di ZnO QD luminescenti e polimeri mediante polimerizzazione a dispersione in CO2 supercritica. Come risultato della modifica superficiale dei QD assistita da CO2 supercritica, i QD erano ben dispersi nella matrice polimerica e mostravano un'elevata luminescenza.

"Sfortunatamente, le proprietà di fotoluminescenza dei QD luminescenti incontaminati sono state spente in CO2 supercritica. La struttura superficiale dei QD è stata distrutta dalla CO2 supercritica", spiega il professore associato Kiyoshi Matsuyama presso il National Institute of Technology, Kurume College, "Abbiamo scoperto che l'estinzione dei QD ZnO potrebbe essere prevenuta rivestendo con silice per ottenere QD compositi PMMA-ZnO con elevata luminescenza utilizzando una modifica superficiale assistita da CO2 supercritica con polimero".

La nostra ricerca mostra che il processo assistito da fluidi supercritici fornisce un percorso rispettoso dell'ambiente per la produzione di materiali luminescenti stabilizzati.