p A maioria das luzes de Natal, Leitores de DVD, televisores e lanternas têm uma coisa em comum:são feitas de diodos emissores de luz (LEDs). LEDs são amplamente usados ​​para uma variedade de aplicações e têm sido populares, alternativa mais eficiente às lâmpadas fluorescentes e incandescentes nas últimas décadas. Dois pesquisadores da Universidade de Utah descobriram agora uma maneira de criar LEDs a partir de resíduos de alimentos e bebidas. Além de utilizar resíduos de alimentos e bebidas que, de outra forma, se decomporiam e seriam inúteis, este desenvolvimento também pode reduzir o desperdício potencialmente prejudicial de LEDs geralmente feitos de elementos tóxicos. p LEDs são um tipo de dispositivo que pode converter eletricidade em luz com eficiência. Ao contrário das lâmpadas fluorescentes e incandescentes, que direcionam 80% da energia consumida para a produção de calor, Os LEDs direcionam 80% da energia consumida para a produção de luz. Isso é possível pelo fato de que os LEDs não requerem um filamento para ser aquecido como as lâmpadas incandescentes e fluorescentes.

p LEDs podem ser produzidos por pontos quânticos, ou minúsculos cristais com propriedades luminescentes. Pontos quânticos (QDs) podem ser feitos com vários materiais, alguns dos quais são raros e caros de sintetizar, e até mesmo potencialmente prejudicial para o descarte. Algumas pesquisas nos últimos 10 anos se concentraram no uso de pontos de carbono (CDs), ou simplesmente QDs feitos de carbono, para criar LEDs.

p Comparado a outros tipos de pontos quânticos, CDs têm menor toxicidade e melhor biocompatibilidade, o que significa que podem ser usados ​​em uma ampla variedade de aplicações.

p U Professor Assistente de Pesquisa de Engenharia Metalúrgica Prashant Sarswat e Professor Michael Free, ao longo do último ano e meio, transformaram com sucesso resíduos de alimentos, como pedaços de tortilla descartados em CDs, e subsequentemente, LEDs.

p Os resultados foram publicados recentemente em Físico Química Física Química , um jornal da Royal Society of Chemistry.

p Do pão ao bulbo

p Para sintetizar resíduos em CDs, Sarswat e Free empregaram uma síntese solvotérmica, ou aquele em que o resíduo foi colocado em um solvente sob pressão e alta temperatura até que os CDs fossem formados. Neste experimento, os pesquisadores usaram refrigerantes e pedaços de pão e tortilha.

p Os resíduos de alimentos e bebidas foram colocados em um solvente e aquecidos direta e indiretamente por cerca de 30 a 90 minutos.

p Depois de encontrar com sucesso vestígios de CDs da síntese, Sarswat e Free passaram a iluminar os CDs para monitorar sua formação e cor.

p A dupla também empregou outros quatro testes, Espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier, espectroscopia de fotoelétrons de raios-X, Imagens Raman e AFM para determinar as várias propriedades ópticas e materiais dos CDs.

p "Sintetizar e caracterizar CDs derivados de resíduos é uma tarefa muito desafiadora. Basicamente, temos que determinar o tamanho dos pontos que têm apenas 20 nanômetros ou menos de diâmetro, então temos que executar vários testes para ter certeza de que os CDs estão presentes e para determinar quais propriedades ópticas eles possuem, "disse Sarswat.

p Para comparação, um cabelo humano tem cerca de 75, 000 nanômetros de diâmetro.

p Os vários testes que Sarswat e Free executaram primeiro mediram o tamanho dos CDs, que se correlaciona com a intensidade da cor e brilho dos pontos. Os testes determinaram então qual fonte de carbono produziu os melhores CDs. Por exemplo, sacarose e D-frutose dissolvidas em refrigerantes foram consideradas as fontes mais eficazes para a produção de CDs.

p Finalmente, os CDs foram suspensos em resinas epóxi, aquecido e endurecido para solidificar os CDs para uso prático em LEDs.

p Uma alternativa ambientalmente sustentável

p Atualmente, uma das fontes mais comuns de QDs é o seleneto de cádmio, um composto composto por dois elementos tóxicos. A capacidade de criar QDs na forma de CDs a partir de resíduos de alimentos e bebidas eliminaria a necessidade de preocupação com resíduos tóxicos, já que os alimentos e as bebidas em si não são tóxicos.

p "QDs derivados de resíduos de alimentos e bebidas não são baseados em elementos tóxicos comuns, como cádmio e selênio, o que torna seu processamento e descarte mais ecologicamente correto do que para a maioria dos outros QDs. Além disso, o uso de resíduos de alimentos e bebidas como o material de partida para QDs permite redução de desperdício e custo para produzir um material útil, "disse Livre.

p Além de ser tóxico quando decomposto, seleneto de cádmio também é caro - um site listou um preço de US $ 529 por 25 ml do composto.

p “Com os resíduos de alimentos e bebidas que já estão aí, nosso material inicial é muito mais barato. Na verdade, é essencialmente gratuito, "disse Sarswat.

p De acordo com um relatório do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos, cerca de 31% dos alimentos produzidos em 2014 não estavam disponíveis para consumo humano. Ser capaz de usar esses resíduos para a criação de LEDs amplamente usados ​​em várias tecnologias seria uma abordagem ambientalmente sustentável.

p Esperando ansiosamente, Sarswat e Free esperam continuar estudando os LEDs produzidos a partir de resíduos de alimentos e bebidas para estabilidade e desempenho de longo prazo.

p “O objetivo final é fazer isso em grande escala e usar esses LEDs em dispositivos do dia a dia. Para aproveitar com sucesso os resíduos que já existem, esse é o objetivo final, "disse Sarswat.