如果說(shuō)把昨天吃剩的三明治和蘇打水做成LED燈泡,你相信嗎?近日,美國(guó)猶他大學(xué)的科研人員給出了肯定的回答。
LED有什么不招人喜歡的地方嗎?這種效率極高、壽命極長(zhǎng)的光源正在穩(wěn)步蠶食照明市場(chǎng),讓低效、高溫的白熾燈泡成為過(guò)去。關(guān)于LED,只有兩個(gè)真正令人不滿的地方:它們價(jià)格過(guò)高,而且往往使用有毒物質(zhì)制成。但現(xiàn)在,科技的進(jìn)步似乎要解決這兩個(gè)問(wèn)題。
猶他大學(xué)冶金工程研究專(zhuān)業(yè)的普拉桑特·薩斯瓦特(Prashant Sarswat)助理教授和邁克爾·弗雷(Michael Free)教授發(fā)現(xiàn)了一種利用食物殘?jiān)a(chǎn)發(fā)光材料的方法,意味著未來(lái)的LED光源價(jià)格降大幅降低,毒性也將遠(yuǎn)低于目前的產(chǎn)品。真的能把昨天吃剩的三明治和蘇打水做成燈泡嗎?他們給出了肯定的回答。
如今的LED包含量子點(diǎn),這是一種微型發(fā)光晶體,通常由硒化鎘制成,這種化合物包含兩種有毒物質(zhì)。不僅如此,硒化鎘的價(jià)格也很貴,25毫升的價(jià)格就超過(guò)500美元。正因如此,研究人員才開(kāi)始尋找替代物質(zhì)。經(jīng)過(guò)一番研究,他們想到了一種又好又老的材料:碳。
為了開(kāi)發(fā)“碳量子點(diǎn)”而不是“量子點(diǎn)”,猶他大學(xué)的團(tuán)隊(duì)使用了溶劑熱合成法,將食物殘?jiān)谷肴軇┲?,在高溫高壓環(huán)境中持續(xù)90分鐘,直到生成碳量子點(diǎn)。研究人員在猶他大學(xué)的新聞稿中解釋道,他們?cè)谶@次實(shí)驗(yàn)中使用了軟飲料和幾片面包及玉米餅,結(jié)果顯示,在生成碳量子點(diǎn)的過(guò)程中,溶解在軟飲料中的蔗糖和果糖都是效果很好的來(lái)源。一旦生成了碳量子點(diǎn),便可將其放入清澈的樹(shù)脂中,制成擁有多項(xiàng)不同光學(xué)特性的發(fā)光物體。
“從食物殘?jiān)泻铣刹⑺茉焯剂孔狱c(diǎn)是一項(xiàng)很有挑戰(zhàn)的任務(wù)。從根本上講,我們需要決定碳量子點(diǎn)的尺寸,它的直徑只有20納米甚至更小,所以我們必須通過(guò)多次測(cè)試來(lái)確保碳量子點(diǎn)能夠呈現(xiàn)出來(lái),并決定它所具備的光學(xué)特性。”
“最終的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn),在日常設(shè)備中使用這些LED。成功利用已經(jīng)存在的廢物是我們的終極目標(biāo)?!彼_斯沃特說(shuō)。