Pesquisadores da Queensland University of Technology e da Griffith University desenvolveram um método para transformar pequenos fios de cabelo em nanopontos de carbono, que são minúsculos, pontos uniformes que têm um milionésimo de milímetro. Para produzir os nanopontos de carbono, eles desenvolveram um processo de duas etapas que envolvia quebrar os fios de cabelo e depois queimá-los a 240 graus Celsius.

Professor Associado Prashant Sonar e Professor Ken (Kostya) Ostrikov, que são investigadores-chefe do QUT Center for Materials Science, disse a pesquisa publicada no jornal Materiais avançados foi o primeiro exemplo de resíduo de cabelo humano sendo transformado em nanomaterial de carbono altamente luminescente a partir do qual dispositivos emissores de luz flexíveis foram fabricados.

Os nanopontos processados ​​foram uniformemente dispersos em um polímero e, em seguida, permitiu a automontagem para formar "nano-ilhas", ou pequenos agrupamentos de nanopontos. A formação de ilhas preserva a emissão de um material no estado sólido que é essencialmente necessário para a incorporação de qualquer nanomaterial em um dispositivo.

Essas nano-ilhas foram usadas como uma camada ativa em dispositivos de diodo orgânico emissor de luz (OLED).

O dispositivo acendeu com uma cor azul quando uma voltagem modesta, aproximadamente igual a duas ou três baterias de lápis, foi aplicado ao dispositivo.

"Resíduos são um grande problema, "O professor Sonar disse." Dispositivos emissores de luz orgânicos baseados em pontos de carbono derivados de cabelo humano podem ser usados ​​para algumas aplicações internas, como embalagens inteligentes.

Ele continuou, "Eles também podem ser usados ​​onde uma pequena fonte de luz é necessária, como em placas ou bandas inteligentes, e podem ser usados ​​em dispositivos médicos devido à não toxicidade do material."

Ph.D. o estudante Amandeep Singh Pannu disse desde o início de sua pesquisa de doutorado que sempre quis usar o lixo e transformá-lo em um material valioso.

O professor Sonar disse que pode haver muitos usos para telas OLED flexíveis e baratas em dispositivos de Internet das Coisas (IoT).

Um exemplo hipotético é uma garrafa de leite inteligente, com um sensor embutido para dar uma atualização em tempo real da validade do leite, com essa informação exibida em uma tela do lado de fora.

O professor Sonar disse que a razão pela qual os pesquisadores escolheram o cabelo para extrair pontos de carbono, ao invés de outra coisa, era que os cabelos eram uma fonte natural de carbono e nitrogênio, que são elementos chave para a obtenção de partículas emissoras de luz. Outro fator foi que encontrar um uso prático para resíduos de cabelo poderia evitar que ele acabasse em aterros sanitários.

O cabelo humano é feito de proteínas (polímeros de aminoácidos), incluindo queratina, que se decompõe com o aquecimento controlado. O material remanescente após o aquecimento tem carbono e nitrogênio embutidos em sua estrutura molecular, o que lhe confere propriedades eletrônicas favoráveis.

O professor Sonar disse que os nanopontos de carbono produzidos a partir de cabelo humano não brilham o suficiente para serem usados ​​em telas de televisão, mas podem ser usados ​​em uma variedade de telas flexíveis, de dispositivos vestíveis a embalagens inteligentes.

"Provamos que funciona com cabelo humano. Agora estamos interessados ​​se poderíamos obter os mesmos resultados com cabelo animal, "Professor Sonar disse

"Talvez pudéssemos produzir OLEDs flexíveis usando pequenos fios de lã de ovelha ou sobras de pêlos de cachorro de salões de beleza para animais de estimação."

Singh continuará seu trabalho de pesquisa nesta direção com o Professor Ostrikov e Sonar para explorar mais oportunidades de uso dessas nanoestruturas de carbono para a eletrônica futura e nanociência subjacente.

Professor Sonar, Professor Ostrikov, e a equipe de pesquisadores, incluindo o Sr. Singh, e em colaboração com o professor Qin Li da Griffith University, também publicaram pesquisas adicionais na revista Materiais e tecnologias sustentáveis sobre como os pontos de carbono feitos de cabelo humano também podem ser usados ​​para desenvolver um sensor que pode monitorar em tempo real os níveis de clorofórmio em sistemas de tratamento de água.

Chloroform is one of the by-products when chlorine is used for water disinfection. The World Health Organization (WHO) has set a safe limit of chloroform of less than 300 parts per billion in drinking water.

Professor Sonar said the research had found the carbon dots made from human hair responded to the presence of chloroform with high sensitivity and selectivity.

"The creation of valuable material from human hair waste that has potential uses in both display and sensing opens up an opportunity towards a circular economy and sustainable material technology, " ele disse.