Đèn LED đầu tiên trên thế giới làm từ vỏ trấu

Chủ Nhật, 24 Tháng Tư 20223:00 SA(Xem: 897)
Đèn LED đầu tiên trên thế giới làm từ vỏ trấu

Nhật BảnNhóm nghiên cứu từ Đại học Hiroshima tận dụng vỏ trấu thải bỏ để phát triển đèn LED phát sáng màu đỏ cam thân thiện với môi trường.

Nhóm nghiên cứu tại Đại học Hiroshima tạo ra đèn LED đầu tiên trên thế giới bằng cách sử dụng trấu và các sản phẩm hóa học thu được. Ảnh: ACS Sustainable Chemistry & Engineering

Nhóm nghiên cứu tại Đại học Hiroshima tạo ra đèn LED đầu tiên trên thế giới bằng cách sử dụng trấu và các thành phần hóa học. Ảnh: ACS Sustainable Chemistry & Engineering

Quá trình xay xát gạo để tách lấy hạt tạo ra khoảng 100 triệu tấn vỏ trấu thải trên toàn cầu mỗi năm. Các nhà khoa học phát triển một phương pháp tái chế vỏ trấu để tạo ra đèn LED chấm lượng tử silicon đầu tiên trên thế giới, Techxplore hôm 11/4 đưa tin. Phương pháp mới biến chất thải nông nghiệp thành các điốt phát quang hiện đại với chi phí thấp, thân thiện với môi trường.

Nhóm nghiên cứu từ Trung tâm Khoa học Tự nhiên về Nghiên cứu Cơ bản và Phát triển thuộc Đại học Hiroshima (Nhật Bản), công bố phát hiện mới trên tạp chí Sustainable Chemistry and Engineering của Hiệp hội Hóa học Mỹ (ACS).

"Chấm lượng tử (các tinh thể nano bán dẫn huỳnh quang) điển hình thường chứa vật liệu độc hại như cadmium, chì hoặc các kim loại nặng khác. Do đó, khi sử dụng vật liệu nano, các chuyên gia thường cân nhắc đến những lo ngại về môi trường. Quy trình và phương pháp chế tạo chấm lượng tử (QD) của chúng tôi giúp giảm thiểu những lo ngại này", Ken-ichi Saitow, thành viên nhóm nghiên cứu, giáo sư hóa học tại Đại học Hiroshima, cho biết.

Từ khi silicon (Si) xốp được phát hiện vào những năm 1950, giới khoa học đã tìm ra công dụng của nó trong pin lithium-ion, vật liệu phát quang, cảm biến y sinh và hệ thống vận chuyển thuốc. Không độc và dồi dào ngoài tự nhiên, Si có đặc tính phát quang bắt nguồn từ những cấu trúc chấm siêu nhỏ (kích thước lượng tử) đóng vai trò như chất bán dẫn.

Nhận thức được những lo ngại về môi trường xung quanh QD hiện nay, nhóm nghiên cứu tìm kiếm phương pháp mới để chế tạo QD thân thiện với môi trường. Họ phát hiện, trấu thải là một nguồn cung cấp silica (SiO2) độ tinh khiết cao và bột Si tốt.

Nhóm nghiên cứu kết hợp xay xát, xử lý nhiệt và khắc hóa học để xử lý silica trấu. Đầu tiên, họ xay xát vỏ trấu và chiết xuất bột silica bằng cách đốt cháy các hợp chất hữu cơ của trấu đã xay. Tiếp theo, họ nung nóng bột silica trong lò điện để thu lấy bột Si thông qua phản ứng khử.

Bột Si tinh khiết sau đó được giảm kích thước xuống còn 3 nanomet bằng phương pháp khắc hóa học. Cuối cùng, bề mặt của nó được xử lý để có độ ổn định hóa học tốt và độ phân tán cao trong dung môi. Các hạt tinh thể 3 nanomet sẽ tạo ra SiQD phát sáng trong dải màu đỏ - cam với hiệu suất phát quang cao - trên 20%.

"Đây là nghiên cứu đầu tiên phát triển đèn LED từ vỏ trấu thải. Phương pháp hiện tại có thể trở thành một cách hay để phát triển đèn LED chấm lượng tử thân thiện với môi trường từ những sản phẩm tự nhiên", Saitow nói.

Đèn LED được lắp ráp thành một chuỗi các lớp vật liệu. Chất nền thủy tinh oxit indium-thiếc (ITO) là cực anode của đèn LED. Đây là chất dẫn điện tốt, đồng thời đủ trong suốt để truyền ánh sáng. Các lớp bổ sung được phủ lên thủy tinh ITO, bao gồm cả lớp SiQD. Cuối cùng là cực cathode bằng màng nhôm.

Trong thời gian tới, nhóm chuyên gia dự định tìm cách tăng hiệu quả phát quang trong SiQD và đèn LED. Họ cũng sẽ nghiên cứu khả năng sản xuất đèn LED SiQD khác ngoài màu đỏ - cam.

Nhóm chuyên gia cho rằng phương pháp mới cũng có thể áp dụng cho loại cây khác trong tương lai, ví dụ tre, mía, lúa mì, lúa mạch hoặc các loại cỏ chứa SiO2. Những sản phẩm tự nhiên này cùng phần thải bỏ của chúng có tiềm năng chuyển đổi thành thiết bị quang điện tử không độc hại. Cuối cùng, nhóm nhà khoa học muốn thương mại hóa phương pháp thân thiện với môi trường này để sản xuất các thiết bị phát quang từ trấu thải bỏ.

Thu Thảo (Theo Techxplore)

Gửi ý kiến của bạn
Tên của bạn
Email của bạn
Chủ Nhật, 10 Tháng Mười Hai 20175:00 CH
Dù biết chỉ là show giải trí nhảm nhí nhưng phải nói, vì ngứa mắt với thằng Shark Bắc Kỳ này quá rồi. Nó nói lên rất nhiều về tính cách của dân buôn Bắc Kỳ. Vụ việc là vậy, ông kia vô
Chủ Nhật, 10 Tháng Mười Hai 20174:56 CH
(HNPD) Ở nước Mỹ này, bà con ta có vô số ngày Lễ Hội trong 1 năm, được nghỉ mần ăn vào cái dịp dính liền với thứ Bẩy, Chủ nhật thì bà con cảm thấy…cực kỳ sung sường, coi nhu…long weekend rồ
Thứ Sáu, 08 Tháng Mười Hai 20175:00 CH
Ngài Nguyễn Thuỷ Nguyên chủ công ty mua Hãng Phim truyện VN trên sân khấu đua tranh quyền và lực với các nghệ sĩ, đạo diễn nổi tiếng về tài diễn xuất và chỉ đạo diễn xuất như Quốc Tuấn, Thanh Vân
Thứ Sáu, 08 Tháng Mười Hai 20174:00 CH
Mới coi cái clip này. Bạn có nhớ tới cái người hay chửi bạn, hay đả kích bạn không? Vậy có cách nào để họ ngừng không? Có, một cách duy nhất, cách hiệu quả nhất.
Thứ Sáu, 08 Tháng Mười Hai 20172:00 CH
Nói về Chết. Có rất nhiều cách để chết. Như chết vì SIDA, ung thư, xe đụng hay bị khủng bố giết. Con người ai cũng phải chết. Nhưng cách chết sẽ định nghĩa
Thứ Năm, 07 Tháng Mười Hai 201712:21 CH
(HNPD) Bà con nhà ta sống ở xứ Mỹ này, rành nhiều chuyện quá trời quá đất ; Nay Lão Phan xin đố...à ....à… 7
Thứ Ba, 05 Tháng Mười Hai 20179:00 CH
Ngày xưa khi các nhà Lập Quốc Mỹ thống nhất 13 thuộc địa để thành lập nước, họ biết rằng không thể nào gom chung họ lại được. Đơn giản vì mỗi vùng có nét văn hóa riêng, tư duy riêng
Thứ Hai, 04 Tháng Mười Hai 20175:00 SA
Hiện tại, liệu Việt Nam có tầng lớp doanh nhân chính nghĩa không? Chính nghĩa có nghĩa là làm ăn chân chính, không gian lận, không lừa dố
Thứ Sáu, 01 Tháng Mười Hai 201710:00 CH
Hôm nay nghe tin một anh giáo sư nào đó đề xuất nên đổi cách viết hoặc chính tả của tiếng Việt. Đọc mà chẳng hiểu gì. Tò mò coi thánh này là ai
Thứ Sáu, 01 Tháng Mười Hai 20178:25 CH
(HNPD) Ở thế giới văn minh ngày nay, có loại súng nào, khi bắn ra có thể khiến cho người ta ù té chạy …thí mạng cùi, dù cho người bắn không có ý định làm cho người khác bị chết hay bị thương ?