02
Sep
2022

นักวิทยาศาสตร์สร้าง LED ที่ยั่งยืนมากขึ้นจากเกล็ดปลา

นักวิจัยนำของเสียจากปลาในไมโครเวฟมาผลิตเป็นคาร์บอนนาโนฟอร์มที่มีเอกลักษณ์เฉพาะ ซึ่งสามารถนำไปใช้กับอุปกรณ์ LED ได้ในอนาคต

นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่าของเสียจากปลาในไมโครเวฟ พวกมันสามารถสร้างคาร์บอนนาโนหัวหอม (CNOs) ได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ ซึ่งเป็นคาร์บอนนาโนฟอร์มที่มีลักษณะเฉพาะซึ่งมีประโยชน์ในการจัดเก็บพลังงานและยา วิธีนี้สามารถใช้ทำ LED ที่ถูกกว่าและยั่งยืนกว่าได้ในอนาคต นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีนาโกย่าในประเทศญี่ปุ่นได้ตีพิมพ์ผลการวิจัยของพวกเขาในGreen  Chemistry

CNO เป็นโครงสร้างนาโนที่มีเปลือกคาร์บอนทรงกลมในโครงสร้างชั้นที่มีศูนย์กลางคล้ายหัวหอม พวกเขา “ได้รับความสนใจอย่างกว้างขวางทั่วโลกในแง่ของการจัดเก็บและการแปลงพลังงาน” เนื่องจาก “การนำไฟฟ้าและความร้อนสูงเป็นพิเศษ รวมถึงพื้นที่ผิวภายนอกที่ใหญ่” ตามเอกสารฉบับนี้ ผู้เขียนได้ถูกนำมาใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และสำหรับการใช้งานด้านชีวการแพทย์ เช่น การสร้างภาพชีวภาพและการตรวจจับ และการนำส่งยา เขียนโดยผู้เขียนในการศึกษานี้ 

แม้ว่า CNO จะได้รับรายงานครั้งแรกในทศวรรษ 1980 แต่วิธีการผลิตแบบเดิมนั้นต้องการอุณหภูมิสูง สูญญากาศ และต้องใช้เวลาและพลังงานเป็นจำนวนมาก เทคนิคอื่นๆ มีราคาแพงและต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ซับซ้อนหรือสภาวะที่เป็นกรดหรือด่างที่เป็นอันตราย “จำกัดศักยภาพของ CNO อย่างมาก” ตามคำแถลงจากสถาบันเทคโนโลยีนาโกย่า

วิธีการที่ค้นพบใหม่นี้ต้องใช้เพียงขั้นตอนเดียว นั่นคือการทำไพโรไลซิสด้วยไมโครเวฟของเกล็ดปลาที่สกัดจากเศษปลา และสามารถทำได้ภายในสิบวินาทีตามที่ผู้เขียนบอก 

วิธีการที่เกล็ดปลาถูกแปลงเป็น CNO นั้นไม่ชัดเจน แม้ว่าทีมงานคิดว่ามันเกี่ยวข้องกับการที่คอลลาเจนในเกล็ดปลาสามารถดูดซับรังสีไมโครเวฟได้มากพอที่จะเพิ่มอุณหภูมิได้อย่างรวดเร็ว สิ่งนี้นำไปสู่การไพโรไลซิสหรือการสลายตัวด้วยความร้อนซึ่งทำให้คอลลาเจนแตกตัวเป็นก๊าซ ก๊าซเหล่านี้สนับสนุนการสร้าง CNO 

วิธีการนี้เป็น “วิธีตรงไปตรงมาในการเปลี่ยนของเสียจากปลาให้เป็นวัสดุที่มีประโยชน์มากขึ้นอย่างไม่มีขอบเขต” และ CNO ที่เป็นผลลัพธ์มีความเป็นผลึกสูง ซึ่งทำให้พวกมันมี “คุณสมบัติทางแสงที่ยอดเยี่ยม” ตามคำแถลง พวกมันยังมีฟังก์ชันการทำงานสูง ซึ่งหมายความว่าพวกมัน “ถูกผูกมัดกับโมเลกุลขนาดเล็กอื่น ๆ บนพื้นผิวของมัน” Ellen Phiddian สำหรับCosmosเขียน การรวมกันของแอตทริบิวต์นี้หมายความว่า CNO สามารถเรืองแสงสีฟ้าสดใสต่อ  Cosmos

Takashi Shirai ผู้เขียนร่วมและศาสตราจารย์ใน Department of Life Science and Applied Chemistry ของ Nagoya Institute of Technology กล่าวว่า “CNOs แสดงการปล่อยแสงที่มองเห็นได้สว่างเป็นพิเศษโดยมีประสิทธิภาพ (หรือผลผลิตควอนตัม) ถึง 40 เปอร์เซ็นต์ “ค่านี้ ซึ่งไม่เคยมีมาก่อน สูงกว่าค่า CNO ที่รายงานไว้ก่อนหน้านี้ประมาณ 10 เท่า ซึ่งสังเคราะห์ด้วยวิธีการทั่วไป” 

เนื่องจากคุณสมบัติทางแสงที่ยอดเยี่ยมเหล่านี้ CNO จึงสามารถใช้เพื่อสร้าง “ฟิล์มที่มีความยืดหยุ่นในการแผ่รังสีขนาดใหญ่และอุปกรณ์ LED” ชิราอิกล่าวในแถลงการณ์ “การค้นพบนี้จะเป็นการเปิดหนทางใหม่ในการพัฒนาจอภาพรุ่นต่อไปและไฟโซลิดสเตต”

หน้าแรก

Share

You may also like...

Leave a Reply

Your email address will not be published.