Fig. 1. Espectros de fotoluminiscencia del complejo de iridio y puntos cuánticos de seleniuro de cadmio convencionales. Crédito:Universidad de Osaka
Investigadores liderados por la Universidad de Osaka crearon un nuevo tipo de nanopartícula emisora de luz que está hecha de semiconductores ternarios no tóxicos para ayudar a crear pantallas e iluminación LED con mejores colores que son más amigables con el medio ambiente.
La mayoría de las pantallas actuales no siempre representan con precisión los colores del mundo tal como los percibimos a simple vista, en cambio, solo representa aproximadamente el 70 por ciento de ellos. Para hacer mejores pantallas con colores reales comúnmente disponibles, los investigadores han centrado sus esfuerzos en nanopartículas emisoras de luz. Estas nanopartículas también se pueden utilizar en la investigación médica para iluminar y realizar un seguimiento de los medicamentos al desarrollar y probar nuevos medicamentos en el cuerpo. Sin embargo, el metal en el que se basan estas nanopartículas emisoras de luz, es decir, cadmio, es altamente tóxico, lo que limita sus aplicaciones en la investigación médica y en los productos de consumo; muchos países pronto podrán introducir prohibiciones de las nanopartículas tóxicas.
Por lo tanto, es vital crear versiones no tóxicas de estas nanopartículas que tengan propiedades similares:deben producir colores muy limpios y deben hacerlo de una manera muy eficiente desde el punto de vista energético. Hasta ahora, los investigadores han logrado crear nanopartículas no tóxicas que emiten luz de manera eficiente mediante la creación de semiconductores con tres tipos de elementos en ellos. por ejemplo, plata, indio y azufre (en forma de disulfuro de plata e indio (AgInS2)). Sin embargo, los colores que emiten no son lo suficientemente puros, y muchos investigadores declararon que sería imposible que tales nanopartículas emitieran colores puros.
Fig. 2. Puntos cuánticos del núcleo de sulfuro de indio y plata y aquellos recubiertos con una capa de sulfuro de galio. Crédito:Universidad de Osaka
Ahora, Investigadores de la Universidad de Osaka han demostrado que es posible fabricando nanopartículas semiconductoras que contienen disulfuro de plata e indio y agregando una capa a su alrededor que consiste en un material semiconductor hecho de dos elementos diferentes. galio y azufre. El equipo pudo crear de manera reproducible estas nanopartículas cubiertas de caparazón que son energéticamente eficientes y emiten vívidas, colores limpios. El equipo ha publicado recientemente su investigación en la revista Nature. Materiales de NPG Asia .
"Sintetizamos nanopartículas no tóxicas de la forma habitual:mezclamos todos los ingredientes y los calentamos. Los resultados no fueron fantásticos, pero al ajustar las condiciones de síntesis y modificar los núcleos de nanopartículas y las cáscaras en las que las encerramos, pudimos lograr eficiencias fantásticas y colores muy puros, ", dice el coautor del estudio Susumu Kuwabata.
Incluir nanopartículas en capas de semiconductores en nada nuevo, pero las capas que se utilizan actualmente tienen átomos dispuestos rígidamente en su interior, mientras que las nuevas partículas están hechas de un material más caótico sin una estructura tan rígida.
Fig. 3. Estructuras de puntos cuánticos de núcleo / capa de sulfuro de plata e indio / sulfuro de galio e imágenes de los puntos cuánticos de núcleo / capa bajo luz ambiental. Crédito:Universidad de Osaka
"Las partículas de disulfuro de plata e indio emitieron colores más puros después del recubrimiento con sulfuro de galio. Además de eso, las partes de la concha en las imágenes microscópicas eran totalmente amorfas. Creemos que la naturaleza menos rígida del material de la cáscara jugó un papel importante en eso:era más adaptable y, por lo tanto, podía adoptar conformaciones más favorables energéticamente. "dice el primer autor Taro Uematsu.
Los resultados del equipo demuestran que es posible crear sin cadmio, Nanopartículas no tóxicas con muy buenas propiedades de emisión de color mediante el uso de conchas amorfas alrededor de los núcleos de las nanopartículas.
