全球每年排放1億噸稻殼，其中20%的重量為二氧化矽，且去化管道有限。此外，目前已有研究指出，將稻殼中所含二氧化矽還原取得的多孔矽應(yīng)用作為鋰離子電池負(fù)極材料，能帶來良好的充放電特性(比一般矽高5倍)，且容量約為市售鋰離子電池的10倍。廣島大學(xué)從中獲得靈感，即展開利用稻殼的SiQD與SiQD LED的研究開發(fā)。

 

研究團(tuán)隊(duì)將稻殼透過酸處理去除無機(jī)物質(zhì)中的雜質(zhì)，經(jīng)過酸處理的稻殼予以燃燒后取得二氧化矽，并將二氧化矽與鎂粉末混合、加熱使其進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，進(jìn)而獲得多孔質(zhì)的矽粉末。此外，從稻殼中獲得二氧化矽與多孔質(zhì)矽的產(chǎn)收率分別為100%與86%。

 

其后利用酸處理(化學(xué)蝕刻)將多孔質(zhì)矽微小化至奈米尺寸，以紫外線照射生成物后可發(fā)出橙色光(發(fā)光效率1～2%)。接著以烴基(癸基)取代表面的氫，進(jìn)而制作出分散性、耐久性及發(fā)光效率皆有所提升的SiQD。

 

最終產(chǎn)物的SiQD可發(fā)出橙色光，發(fā)光效率則為21%。由于SiQD分散在溶液中，而LED制造可利用無需真空且低溫的溶液制程，故可實(shí)現(xiàn)簡便的制造。制作出的LED尺寸為2×2 cm，發(fā)光面的面積則為4 mm 2。量子點(diǎn)LED可如同OLED般發(fā)出表面光，而此次開發(fā)的SiQD LED與一般市售LED(子彈型)的點(diǎn)發(fā)光相比，發(fā)光面積約為40倍。

 

此外，廣島大學(xué)表示，此項(xiàng)研究是世界上第一個(gè)以植物為原料，活用生物質(zhì)類天然材料的LED制造方法。

 

來源：勢銀膜鏈