Fig. 1. Espectros de fotoluminescência do complexo de irídio e pontos quânticos de seleneto de cádmio convencionais. Crédito:Universidade de Osaka
Pesquisadores da Universidade de Osaka criaram um novo tipo de nanopartícula emissora de luz que é feita de semicondutores não tóxicos ternários para ajudar a criar telas e iluminação LED com cores melhores e mais ecologicamente corretas
A maioria dos monitores atuais nem sempre representam com precisão as cores do mundo como as percebemos a olho nu, em vez disso, representa apenas cerca de 70 por cento deles. Para fazer exibições melhores com cores reais normalmente disponíveis, pesquisadores concentraram seus esforços em nanopartículas emissoras de luz. Essas nanopartículas também podem ser usadas em pesquisas médicas para iluminar e monitorar medicamentos ao desenvolver e testar novos medicamentos no corpo. Contudo, o metal em que essas nanopartículas emissoras de luz são baseadas, ou seja, cádmio, é altamente tóxico, o que limita suas aplicações em pesquisas médicas e em produtos de consumo - muitos países podem em breve introduzir proibições de nanopartículas tóxicas.
Portanto, é vital criar versões não tóxicas dessas nanopartículas com propriedades semelhantes:elas devem produzir cores muito limpas e devem fazê-lo de uma forma muito eficiente em termos de energia. Até agora, os pesquisadores conseguiram criar nanopartículas não tóxicas que emitem luz de maneira eficiente, criando semicondutores com três tipos de elementos neles, por exemplo, prata, índio, e enxofre (na forma de dissulfeto de prata e índio (AgInS2)). Contudo, as cores que emitem não são puras o suficiente - e muitos pesquisadores declararam que seria impossível que essas nanopartículas emitissem cores puras.
Fig. 2. Pontos quânticos do núcleo de sulfeto de índio de prata e aqueles revestidos com concha de sulfeto de gálio. Crédito:Universidade de Osaka
Agora, pesquisadores da Universidade de Osaka provaram que é possível fabricando nanopartículas semicondutoras contendo dissulfeto de índio e prata e adicionando uma casca em torno deles consistindo de um material semicondutor feito de dois elementos diferentes, gálio e enxofre. A equipe foi capaz de criar de forma reproduzível essas nanopartículas revestidas de concha que são eficientes em termos de energia e emitem vivas, cores limpas. A equipe publicou recentemente sua pesquisa na revista Nature NPG Asia Materials .
"Sintetizamos nanopartículas atóxicas da maneira normal:misturar todos os ingredientes e aquecê-los. Os resultados não foram fantásticos, mas ajustando as condições de síntese e modificando os núcleos das nanopartículas e os invólucros que os incluímos, conseguimos alcançar eficiências fantásticas e cores muito puras, "diz o co-autor do estudo Susumu Kuwabata.
Envolvendo nanopartículas em invólucros de semicondutores em nada de novo, mas as conchas que são usadas atualmente têm átomos rigidamente arranjados dentro deles, ao passo que as novas partículas são feitas de um material mais caótico, sem uma estrutura tão rígida.
Fig. 3. Estruturas de pontos quânticos de núcleo / camada de sulfeto de índio de prata / sulfeto de gálio e imagens dos pontos quânticos do núcleo / camada sob a luz ambiente. Crédito:Universidade de Osaka
"As partículas de dissulfeto de prata e índio emitiram cores mais puras após o revestimento com sulfeto de gálio. Além disso, as partes da concha em imagens microscópicas eram totalmente amorfas. Achamos que a natureza menos rígida do material da casca desempenhou um papel importante nisso - era mais adaptável e, portanto, capaz de assumir conformações mais energeticamente favoráveis, "diz o primeiro autor, Taro Uematsu.
Os resultados da equipe demonstram que é possível criar sem cádmio, nanopartículas não tóxicas com propriedades de emissão de cor muito boas usando cascas amorfas ao redor dos núcleos das nanopartículas.
