A principios de esta semana, The Conversation informó que, "El futuro es brillante, el futuro son ... los televisores de punto cuántico ". Y a juzgar por el rumor proveniente del Consumer Electronics Show (CES) anual de esta semana, es cierto:la tecnología ofrece a los fabricantes una forma económica y eficiente de producir la próxima generación de productos brillantes, pantallas de televisión de alta definición.

Pero los puntos cuánticos en estas pantallas también utilizan materiales y tecnologías, incluidas nanopartículas diseñadas y el cadmio, un metal pesado, que han sido un imán para las preocupaciones ambientales y de salud. ¿Las imágenes deslumbrantes que esta tecnología nos permitirá cegarnos a los nuevos desafíos ambientales y de salud? ¿O sus beneficios superan los riesgos potenciales?

La respuesta no es en blanco y negro

Los puntos cuánticos son un producto del campo emergente de la nanotecnología. Están hechos de partículas de tamaño nanométrico de un material semiconductor, a menudo seleniuro de cadmio. Sobre 2, 000 a 20, 000 veces más pequeño que el ancho de un solo cabello humano, están diseñados para absorber la luz de un color y emitirla como otro color, para emitir fluorescencia. Esta propiedad los hace especialmente adecuados para su uso en productos como tabletas y televisores que necesitan brillo, blanco, retroiluminación uniforme.

Por supuesto, hay otros productos químicos, como fósforo, que emiten fluorescencia y se utilizan en productos de consumo. Lo único de los puntos cuánticos es que el color de la luz emitida se puede modificar simplemente cambiando el tamaño de las partículas de los puntos cuánticos. Y como este cambio de color es un fenómeno físico, los puntos cuánticos superan con creces a sus homólogos químicos en brillo, color y durabilidad.

Desafortunadamente, el cadmio, un metal pesado que se utiliza en la producción de muchos puntos cuánticos, es un peligro para la salud y el medio ambiente. Según la directiva europea de restricciones sobre sustancias peligrosas, su uso está restringido en equipos electrónicos. Y el cadmio y los compuestos de cadmio han sido clasificados como cancerígenos para los seres humanos por la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer.

En la parte superior de esta, Los posibles impactos en la salud y el medio ambiente de las nanopartículas diseñadas como los puntos cuánticos han generado preocupación entre los toxicólogos y reguladores durante más de una década. La investigación ha demostrado que el tamaño, la forma y las propiedades superficiales de algunas partículas influyen en el daño que pueden causar en los seres humanos y el medio ambiente; las partículas más pequeñas suelen ser más tóxicas que sus contrapartes más grandes. Dicho eso esta es un área donde la comprensión científica aún se está desarrollando.

Juntos, estos factores sugerirían que se justifica la precaución al adoptar tecnologías de puntos cuánticos. Sin embargo, tomados de forma aislada, son engañosos.

Puntos cuánticos bajo vidrio

Los puntos cuánticos que se utilizan actualmente en los televisores están firmemente incrustados en las pantallas, generalmente encerrados detrás de múltiples capas de vidrio y plástico. Como resultado, las posibilidades de que los usuarios se expongan a ellos durante el funcionamiento normal son prácticamente nulas.

La situación es potencialmente diferente durante la fabricación, cuando existe la posibilidad de que alguien quede expuesto inadvertidamente a estas partículas nanoscópicas. Escenarios como este han llevado a agencias como el Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional de EE. UU. A observar de cerca la seguridad cuando trabajan con nanopartículas. Si bien los riesgos potenciales no son despreciables, Las buenas prácticas laborales son eficaces para reducir o eliminar exposiciones potencialmente dañinas.

La eliminación al final de su vida útil genera preocupaciones adicionales. Si bien es probable que las nanopartículas permanezcan firmemente incrustadas en la pantalla de un televisor destrozado, los materiales tóxicos que contienen, incluido el cadmio, bien podría ser liberado al medio ambiente. El cadmio es sin duda un problema de salud y medioambiental con la eliminación y el reciclaje de residuos electrónicos mal regulados. Sin embargo, cuando se utilizan los procedimientos adecuados, las exposiciones deben ser insignificantes.

Estas preocupaciones podrían ser suficientes para inclinar la balanza en contra del uso de puntos cuánticos en la electrónica de consumo para algunos. Pero solo cuentan una parte de la historia porque estos pequeños, las partículas brillantes también tienen beneficios ambientales.

Pero hay beneficios brillantes

Los televisores de puntos cuánticos pueden ser hasta un 20% más eficientes energéticamente que las pantallas de televisión LED convencionales. Y debido a que los puntos cuánticos son una fuente tan eficiente de luz brillante, la cantidad de material emisor de luz en estas pantallas (tan bajo como un miligramo de cadmio en algunos modelos) puede en realidad reducir la cantidad total de materiales tóxicos utilizados.

Estos ahorros de energía y materiales se traducen en menores impactos ambientales y de salud. Pero, ¿son suficientes para justificar el uso de un material potencialmente tóxico?

La empresa QD Vision se ha enfrentado precisamente a esta cuestión. En el desarrollo de puntos cuánticos para productos como TCL Quantum Dot TV de Sony (que debutará en CES este año), la empresa adoptó explícitamente un enfoque de desarrollo responsable que consideraba los impactos ambientales y en la salud. Como resultado, en 2014 ganaron el premio Presidential Green Chemistry Challenge de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA).

Aunque parece contrario a la intuición, El análisis de la empresa que se puso a disposición de la EPA mostró que los productos de QD Vision conducen a una disminución neta de las emisiones de cadmio al medio ambiente en comparación con los televisores convencionales. El cadmio es uno de los contaminantes emitidos por las centrales eléctricas de carbón. Debido a que los televisores que utilizan los puntos cuánticos de la empresa utilizan sustancialmente menos energía que sus homólogos no cuánticos, el cadmio combinado en los televisores QD Vision y las emisiones de la planta de energía asociadas con su uso es realmente más bajo que el asociado con los televisores de pantalla plana convencionales. En otras palabras, El uso de cadmio en puntos cuánticos para la producción de pantallas de mayor eficiencia energética puede dar como resultado una reducción neta de las emisiones de cadmio.

Este es un buen truco y demuestra elocuentemente los peligros de sacar conclusiones precipitadas sobre los riesgos sin ver el panorama completo. Lo hace, sin embargo, dependen de un compromiso con la innovación y el desarrollo responsables que considere los impactos ambientales y de salud futuros.

Esta semana en CES, El futuro de los televisores de puntos cuánticos ciertamente está brillando. Con enfoques inteligentes para equilibrar los riesgos y los beneficios, No hay ninguna razón por la que esta luz no deba seguir brillando, siempre y cuando los fabricantes y consumidores estén atentos al panorama general.

Esta historia se publicó por cortesía de The Conversation (bajo Creative Commons-Attribution / Sin derivados).