Scarti del riso al posto del cadmio per creare luci a LED hi-tech a punti quantici economiche e sicure

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Ogni anno vengono prodotte circa 100 milioni di tonnellate di lolla di riso. Perché non usarla per creare cose nuove? I ricercatori di Hiroshima si sono dedicati all'uso proprio degli scarti del riso per fabbricare QD con un impatto ambientale minimo e un costo inferiore

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I punti quantici (QD) è roba importante nella progettazione elettronica. Si tratta di semiconduttori considerati degli emettitori di luce ideali per gli attuali display e di prossima generazione. Tuttavia, i loro costi possono essere elevati e la loro produzione è anche gravosa per l’ambiente. Come fare allora?

La risposta la forniscono i ricercatori dell’Università di Hiroshima, che hanno sviluppato un meccanismo per riciclare la lolla di riso per creare una luce LED QD.

La lolla, detta anche pula o loppa, è un sottoprodotto derivante dalla lavorazione del riso e dei cereali in generale ed è costituita dall’insieme dalle brattee, o glumelle o glumette, che racchiudono il chicco.

Prodotti della nanotecnologia, i punti quantici sono generalmente costituiti da particelle di dimensioni nanometriche di un materiale semiconduttore come il seleniuro di cadmio. Sono da 2mila a 20mila volte più piccoli della larghezza di un capello umano e sono progettati per assorbire la luce di un colore ed emetterla di un altro. Questo li rende ideali per l’uso in prodotti come TV e tablet.

led riso

©ACS

La particolarità dei punti quantici è che il colore della luce emessa può essere modificato cambiando le dimensioni delle particelle. E poiché questo cambiamento di colore è un fenomeno fisico, ciò significa che i QD superano altre sostanze chimiche come il fosforo in termini di luminosità, colore e durata. In poche parole, creano schermi più luminosi e migliori. Ma c’è un grosso costo, sia ambientale che in termini di salute umana.

Bene ma non benissimo, insomma, perché ormai si sa che proprio il cadmio è un metallo pesante classificato come cancerogeno dall’Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro, tanto che tossicologi e autorità di regolamentazione hanno sollevato per anni preoccupazioni per la salute e l’impatto ambientale delle nanoparticelle ingegnerizzate come il QD, ma la ricerca è ancora in via di sviluppo.

led riso

©ACS

Ma potrebbe esserci un modo migliore? È  su questo punto che è intervenuto Ken-ichi Saitow professore di chimica dell’Università di Hiroshima, che si è dedicato all’utilizzo di lolla di riso per fabbricare QD con un impatto ambientale minimo e un costo inferiore. Questo perché le bucce di riso contengono circa il 20% di silice in forma amorfa, usata per produrre proprio QD. Il resto della lolla di riso è costituito da materia volatile (60%), carbonio fisso (10%) e cenere (10%).

Poiché i tipici QD spesso coinvolgono materiali tossici, come cadmio, piombo o altri metalli pesanti, quando si utilizzano nanomateriali sono state spesso prese in considerazione questioni ambientali. Il nostro processo proposto e il metodo di fabbricazione per i QD riducono al minimo queste preoccupazioni, ha affermato Saitow.

La lolla sono la copertura protettiva di semi e cereali come il riso, protegge il seme durante la stagione di crescita e viene poi scartato quando il prodotto viene macinato. È un materiale ingombrante: si conta che la lolla di riso rappresenti circa il 20% del volume di un raccolto di risaia.

Led e non solo…

Le proprietà delle lolla di riso la rendono perfetta anche come fonte rinnovabile di combustibile e per la lavorazione di materiali come il  cemento, isolanti per pareti e tetti e composti come il truciolare. In Myanmar, ad esempio, dove il riso viene coltivato estensivamente, la buccia viene utilizzata nelle centrali elettriche di gassificazione a biomassa per aiutare a elettrificare i villaggi in tutto il paese.

Questa è la prima ricerca a sviluppare un LED dai gusci di riso di scarto – ha affermato Saitow, aggiungendo che la qualità non tossica del silicio li rende una buona alternativa all’attuale QD semiconduttore disponibile oggi. Il presente metodo diventa un metodo nobile per lo sviluppo di LED a punti quantici rispettosi dell’ambiente da prodotti naturali.

I ricercatori hanno assemblato i LED utilizzando una serie di strati di materiale, tra cui il substrato di vetro indio-stagno-ossido (ITO) come anodo del LED, un buon conduttore di elettricità ma sufficientemente trasparente per l’emissione di luce. Altri strati sono stati rivestiti per rotazione sul vetro ITO. Il materiale è stato rivestito dai ricercatori con un catodo a pellicola di alluminio.

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista ACS Sustainable Chemistry & Engineering.

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Fonte: ACS

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Giornalista pubblicista, laurea con lode in Scienze Politiche, un master in Responsabilità ed etica di impresa e uno in Editing. Scrive per greenMe dal 2009. È volontaria Nati per Leggere in Campania.

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