Investigadores de la Universidad de Zurich han desarrollado un tipo de nanopartícula agregando sulfuro de zinc a la superficie de puntos cuánticos basados ​​en indio. Estos puntos cuánticos producen hidrógeno limpio a partir del agua y la luz solar, una fuente de energía sostenible. Introducen nuevos materiales ecológicos y potentes para la fotocatálisis solar.

Los puntos cuánticos son verdaderos todoterrenos. Estas estructuras materiales, que tienen solo unos pocos nanómetros de tamaño, mostrar un comportamiento similar al de las moléculas o átomos, y su forma, el tamaño y el número de electrones se pueden modular sistemáticamente. Esto significa que sus características eléctricas y ópticas se pueden personalizar para una serie de áreas objetivo, como las nuevas tecnologías de visualización, aplicaciones biomédicas así como fotovoltaicas y fotocatálisis.

Producción de combustible utilizando luz solar y agua.

Otra línea actual de investigación orientada a aplicaciones tiene como objetivo generar hidrógeno directamente a partir del agua y la luz solar. Hidrógeno, una fuente de energía limpia y eficiente, se puede convertir en formas de combustible que se utilizan ampliamente, incluyendo metanol y gasolina. Los tipos más prometedores de puntos cuánticos utilizados anteriormente en la investigación energética contienen cadmio, que ha sido prohibido en muchos productos debido a su toxicidad. El equipo de la profesora Greta Patzke de la Universidad de Zúrich y científicos de la Universidad Southwest Petroleum en Chengdu y la Academia de Ciencias de China han desarrollado un nuevo tipo de nanomaterial para fotocatálisis sin componentes tóxicos.

Las partículas de tres nanómetros consisten en un núcleo de fosfuro de indio con una capa circundante muy delgada de sulfuro de zinc y ligandos de sulfuro. "En comparación con los puntos cuánticos que contienen cadmio, los nuevos compuestos no solo son respetuosos con el medio ambiente, pero también muy eficiente cuando se trata de producir hidrógeno a partir de la luz y el agua, "explica Greta Patzke. Se descubrió que los ligandos de sulfuro en la superficie del punto cuántico facilitan los pasos cruciales involucrados en las reacciones químicas impulsadas por la luz, a saber, la separación eficiente de los portadores de carga y su rápida transferencia a la superficie de las nanopartículas.

Gran potencial para aplicaciones ecológicas

Los nanomateriales sin cadmio recientemente desarrollados tienen el potencial de servir como una alternativa más ecológica para una variedad de campos comerciales. "Los puntos cuánticos basados ​​en indio, solubles en agua y biocompatibles, también pueden probarse en el futuro en términos de conversión de biomasa en hidrógeno. O podrían desarrollarse en biosensores de baja toxicidad o materiales ópticos no lineales, por ejemplo, "dice Greta Patzke.