I ricercatori dell'Università di Zurigo hanno sviluppato un tipo di nanoparticella aggiungendo solfuro di zinco alla superficie dei punti quantici a base di indio. Questi punti quantici producono idrogeno pulito dall'acqua e dalla luce solare, una fonte di energia sostenibile. Introducono nuovi materiali ecologici e potenti alla fotocatalisi solare.

I punti quantici sono veri tuttofare. Queste strutture materiali, che misurano solo pochi nanometri, mostrano un comportamento simile a quello delle molecole o degli atomi, e la loro forma, dimensione e numero di elettroni possono essere modulati sistematicamente. Ciò significa che le loro caratteristiche elettriche e ottiche possono essere personalizzate per una serie di aree target, come le nuove tecnologie di visualizzazione, applicazioni biomediche, fotovoltaico e fotocatalisi.

Produzione di carburante utilizzando luce solare e acqua

Un'altra attuale linea di ricerca orientata all'applicazione mira a generare idrogeno direttamente dall'acqua e dalla luce solare. Idrogeno, una fonte di energia pulita ed efficiente, possono essere convertiti in forme di combustibile ampiamente utilizzate, compreso metanolo e benzina. I tipi più promettenti di punti quantici precedentemente utilizzati nella ricerca energetica contengono cadmio, che è stato bandito da molti prodotti a causa della sua tossicità. Il team della professoressa Greta Patzke dell'Università di Zurigo e gli scienziati della Southwest Petroleum University di Chengdu e dell'Accademia cinese delle scienze hanno ora sviluppato un nuovo tipo di nanomateriale per la fotocatalisi senza componenti tossici.

Le particelle a tre nanometri sono costituite da un nucleo di fosfuro di indio con uno strato circostante molto sottile di solfuro di zinco e ligandi di solfuro. "Rispetto ai punti quantici che contengono cadmio, i nuovi compositi non sono solo ecologici, ma anche altamente efficiente quando si tratta di produrre idrogeno dalla luce e dall'acqua, " spiega Greta Patzke. È stato scoperto che i leganti di solfuro sulla superficie del punto quantico facilitano i passaggi cruciali coinvolti nelle reazioni chimiche guidate dalla luce, vale a dire l'efficiente separazione dei portatori di carica e il loro rapido trasferimento sulla superficie delle nanoparticelle.

Grande potenziale per applicazioni eco-compatibili

I nanomateriali privi di cadmio di nuova concezione hanno il potenziale per fungere da alternativa più ecologica per una varietà di settori commerciali. "I punti quantici a base di indio solubili in acqua e biocompatibili possono in futuro essere testati anche in termini di conversione della biomassa in idrogeno. Oppure potrebbero essere sviluppati in biosensori a bassa tossicità o materiali ottici non lineari, Per esempio, "dice Greta Patzke.