Estima-se que o processo de moer o arroz para separar o grão da casca gere cerca de 100 milhões de toneladas de resíduos por ano em todo o mundo. Mas, em vez de apenas descartar esses resíduos, pesquisadores japoneses encontraram um outra finalidade: criar uma luz LED QD.
Cientistas da Universidade de Hiroshima, no Japão, construíram um dos tipos mais avançados de LED — um LED de pontos quânticos, ou QLED — usando apenas materiais obtidos a partir das cascas de arroz e compostos químicos orgânicos.
Pontos quânticos (QD) são semicondutores considerados emissores de luz ideais para telas atuais e de próxima geração. Eles são de 2.000 a 20.000 vezes menores que a largura de um cabelo humano sendo projetados para absorver a luz de uma cor e emiti-la como outra. Isso os torna uma excelente opção para uso em produtos como TVs e tablets. No entanto, seus custos podem ser altos e produzi-los também causa mal ao meio ambiente.
Originalmente os QDs são produzidos a partir de um material de metal que, inclusive já foi considerado cancerígeno. Mas, graças as pesquisas dos cientistas esse cenário pode mudar.
“Como os QDs típicos geralmente envolvem materiais tóxicos, como cádmio, chumbo ou outros metais pesados, as preocupações ambientais podem dificultar o uso de nanomateriais. Nosso processo e método de fabricação propostos para QDs minimizam essas preocupações”, disse Ken-ichi Saitow, autor do estudo e professo da Universidade de Hiroshima.
A pesquisa publicada na revista descobriu que essas cascas de arroz são uma excelente fonte de dióxido de silício de alta pureza (SiO2), mais conhecido como sílica.
Após a descoberta, os cientistas usaram a essa matéria-prima para produzir silício poroso, um material com usos em baterias de íons de lítio, materiais luminescentes, sensores biomédicos e até sistemas de entrega de medicamentos no corpo humano.
Uma das inúmeras qualidades do silício é que em forma porosa ele tem propriedades de fotoluminescência, resultado de suas estruturas de pontos microscópicos que funcionam como semicondutores, os tais pontos quânticos, responsáveis pela luz emitida pelos LEDs nas TVs mais modernas e por várias outras tecnologias.
Para montar os LEDs, os pesquisadores usaram uma série de camadas de material, entre eles, substrato de vidro de óxido de índio-estanho (ITO) como ânodo de LED (um bom condutor de eletricidade) e transparente o suficiente para a emissão de luz.
“Esta é a primeira pesquisa a desenvolver um LED a partir de cascas de arroz residuais. O método atual se torna um método nobre para desenvolver LEDs de ponto quântico ecologicamente correto a partir de produtos naturais”, disse Saitow.
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