Un "superacido" molto più forte dell'acido delle batterie delle automobili ha consentito un progresso chiave verso una nuova generazione di illuminazione a LED più sicura, meno costoso e più facile da usare.

I ricercatori dell'Oregon State University hanno utilizzato il superacido organico per migliorare le prestazioni dei "punti quantici" realizzati con disolfuro di rame indio, un composto molto meno tossico del piombo o del cadmio che tipicamente serve come base per i nanocristalli che emettono luce.

Utilizzato in ottica ed elettronica, i punti quantici sono in circolazione da un po' di tempo. Ma possono essere costosi da produrre e non sicuri per alcune potenziali applicazioni, compreso l'imaging biomedico, a causa della tossicità del piombo e del cadmio.

"Esistono una varietà di prodotti e tecnologie a cui i punti quantici possono essere applicati, ma per l'uso da parte dei consumatori di massa, forse il più importante è una migliore illuminazione a LED, " ha detto Greg Herman, professore di ingegneria chimica presso l'OSU College of Engineering. "E ora ci sono televisori a nanocristalli a emissione di luce sul mercato che utilizzano punti quantici".

Le tecniche di produzione sviluppate nello stato dell'Oregon stanno affrontando il problema della tossicità e dovrebbero aumentare fino a grandi volumi per applicazioni commerciali a basso costo. Forniranno inoltre nuovi modi per offrire la precisione necessaria per un migliore controllo del colore; la dimensione e la composizione della particella è ciò che determina il colore della luce.

In questo ultimo studio, pubblicato in Lettere materiali , ricercatori hanno creato un trattamento superacido che migliora la fotoluminescenza del non tossico, punti quantici di metalli non pesanti al punto da essere paragonabili al materiale a punti quantici con le migliori prestazioni, seleniuro di cadmio.

"L'emissione di luce dai punti trattati con superacido è molto migliore, " disse Herman, l'autore corrispondente dello studio. "Ci sono ancora problemi che devono essere affrontati, ma quello che abbiamo dimostrato con questo è la capacità di migliorare la durata dei punti quantici, ed efficienze quantistiche molto più elevate. E poiché questi punti quantici non sono tossici, il potenziale esiste anche per le applicazioni biomediche".

Un malato di cancro, Per esempio, potrebbe ingerire punti altamente stabili che si raccolgono nei siti del tumore per consentire l'imaging.

"Questo è un altro motivo per cui stiamo lavorando con rame e indio, " ha detto. "Non vuoi che la gente ingerisca cadmio o piombo."

La National Science Foundation e Sharp Laboratories of America hanno sostenuto questa ricerca. I collaboratori includevano gli studenti laureati dell'allora OSU Yagenetfere Alemu e Gustavo Albuquerque.

I precedenti progressi dei punti quantici nello stato dell'Oregon hanno comportato lo sviluppo di un reattore chimico a "flusso continuo", così come la tecnologia di riscaldamento a microonde che è concettualmente simile ai forni di proprietà della maggior parte delle famiglie statunitensi.

Il sistema a flusso continuo è veloce ed efficiente dal punto di vista energetico e ridurrà i costi di produzione. E la tecnologia a microonde consente un controllo preciso del calore necessario durante il processo di produzione, traducendosi in nanoparticelle che sono le dimensioni, forma e composizione che devono essere.