從電視、太陽能電池、到尖端的癌症治療，量子點開始在諸多領域展現其獨特的潛力。但是談到大規模製造，還是會引發一些與環境有關的問題。有趣的是，在 2022 年 1 月 28 日出版的《ACS 可持續化學與工程》雜誌上，日本廣島大學的一支科學家團隊，正巧介紹了一種使用廢棄稻殼來生產首個硅量子點 LED 燈的環保創舉。
（來自：American Chemical Society）
研究一作、該校化學教授 Ken-ichi Saitow 表示：典型的量子點技術，通常涉及鎘、鉛等重金屬。而他們提出的新製造工藝，則最大限度地減少了這方面的顧慮。
之所以選擇硅量子點方案，主要是該路線能夠避開重金屬、輔以一些其它益處。比如更高的工作溫度和穩定性，使之成為了量子計算的有力候選之一。此外無毒的特性，也意味着它很適合醫療應用。
這項研究旨在開發一種利用廢料的新型硅量子點工藝，而全球每年的稻殼廢料在 1 億噸左右 —— 它們顯然是硅元素的一個有趣來源。
為了利用稻殼廢料中的硅元素，科學家們提出了一種新穎的方法。先是將它們碾磨並燃燒掉有機化合物，以提取二氧化硅粉末，然後在爐中加熱。
（來自：Hiroshima University）
接着將純化二氧化硅粉末打成更小的顆粒，並添加到溶劑中，以將其表面“化學官能化”（chemically functionalize），繼而得到大小約 3nm 的硅量子點。
最後將這一層與其它材料相結合，比如用作陽極的銦錫氧化物玻璃基板 / 用作陰極的鋁膜，便可製成最終的硅量子點 LED 燈（橙紅光譜）。
在此基礎上，研究團隊希望進一步提升 LED 的性能 / 發光效率、並開發橙紅色之外的顏色版本，此外還可想象將這項技術用於小麥、大麥等草本植物的廢料處理上。
有關這項研究的詳情，已經發表在近期出版的《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》雜誌上，原標題為《Orange–Red Si Quantum Dot LEDs from Recycled Rice Husks》。