{"id":34491,"date":"2022-04-20T07:30:13","date_gmt":"2022-04-20T10:30:13","guid":{"rendered":"https:\/\/www.funverde.org.br\/blog\/?p=34491"},"modified":"2022-04-14T19:07:49","modified_gmt":"2022-04-14T22:07:49","slug":"led-arroz","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.funverde.org.br\/blog\/led-arroz\/","title":{"rendered":"LED feita a partir da casca do arroz"},"content":{"rendered":"

Por Universidade de Hiroshima<\/a> – 12 de abril de 2022 – Cientistas da Universidade de Hiroshima criaram a primeira luz LED do mundo usando cascas de arroz e produtos obtidos quimicamente. Foto: ACS Sustainable Chem.\u00a0Eng<\/span><\/em><\/p>\n

\n

O beneficiamento do arroz para separar o gr\u00e3o da casca produz cerca de 100 milh\u00f5es de toneladas de res\u00edduos de casca de arroz por ano em todo o mundo.<\/p>\n

Cientistas que buscam um m\u00e9todo vi\u00e1vel economicamente para fabricar pontos qu\u00e2nticos desenvolveram uma maneira de reciclar cascas de arroz para criar a primeira luz LED de ponto qu\u00e2ntico de sil\u00edcio (QD).<\/p>\n

Seu novo m\u00e9todo transforma res\u00edduos agr\u00edcolas em diodos emissores de luz de \u00faltima gera\u00e7\u00e3o de maneira econ\u00f4mica e ecol\u00f3gica.<\/p>\n

A equipe de pesquisa do Centro de Ci\u00eancias Naturais para Pesquisa e Desenvolvimento B\u00e1sico da Universidade de Hiroshima publicou suas descobertas em 28 de janeiro de 2022 na revista\u00a0ACS Sustainable Chemistry & Engineering<\/i> da American Chemical Society.<\/p>\n

“Como os QDs t\u00edpicos geralmente envolvem materiais t\u00f3xicos, como c\u00e1dmio, chumbo ou outros\u00a0metais pesados<\/a>,\u00a0as preocupa\u00e7\u00f5es ambientais<\/a>\u00a0t\u00eam sido frequentemente deliberadas ao usar nanomateriais. Nosso processo e\u00a0m\u00e9todo de fabrica\u00e7\u00e3o<\/a>\u00a0propostos para QDs minimizam essas preocupa\u00e7\u00f5es”, disse Ken-ichi Saitow, l\u00edder autor do estudo e professor de qu\u00edmica na Universidade de Hiroshima.<\/p><\/blockquote>\n

Desde que o\u00a0sil\u00edcio poroso<\/a>\u00a0(Si) foi descoberto na d\u00e9cada de 1950, os cientistas exploraram seus usos em aplica\u00e7\u00f5es em\u00a0baterias de \u00ed<\/a>ons de l\u00edtio<\/a>, materiais luminescentes, sensores biom\u00e9dicos e sistemas de entrega de medicamentos.<\/p>\n

N\u00e3o t\u00f3xico e encontrado em abund\u00e2ncia na natureza, o Si possui propriedades de fotoluminesc\u00eancia, decorrentes de suas estruturas de pontos microsc\u00f3picas (de tamanho qu\u00e2ntico) que servem como semicondutores.<\/p>\n

Conscientes das preocupa\u00e7\u00f5es ambientais em torno dos\u00a0pontos qu\u00e2nticos atuais, os pesquisadores decidiram encontrar um novo m\u00e9todo para fabricar pontos qu\u00e2nticos que tenha menos impacto no meio ambiente.<\/p>\n

As cascas de arroz, ao que parece, s\u00e3o uma excelente fonte de s\u00edlica de alta pureza (SiO2<\/sub>) e p\u00f3 de Si de valor agregado.<\/p>\n

A equipe usou uma combina\u00e7\u00e3o de moagem, tratamentos t\u00e9rmicos e\u00a0ataque qu\u00edmico para processar a s\u00edlica da casca de arroz:<\/p>\n

primeiro, eles moeram as cascas de arroz e extra\u00edram os p\u00f3s de s\u00edlica (SiO2<\/sub>) queimando\u00a0compostos org\u00e2nicos\u00a0das cascas de arroz mo\u00eddas.<\/p>\n

Em segundo lugar, eles aqueceram o p\u00f3 de s\u00edlica resultante em um forno el\u00e9trico para obter p\u00f3s de Si por meio de uma rea\u00e7\u00e3o de redu\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Terceiro, o produto era um p\u00f3 de Si purificado que foi reduzido para 3 nan\u00f4metros de tamanho por rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica.<\/p>\n

Por fim, sua superf\u00edcie foi quimicamente mudada para alta estabilidade qu\u00edmica e alta dispersividade em solvente, com part\u00edculas cristalinas de 3 nm para produzir os SiQDs que luminescentes na faixa laranja-vermelho com alta efici\u00eancia de luminesc\u00eancia, superior a 20%.<\/p>\n

\"As<\/p>\n

(a) Espigas de arroz plantadas em Hiroshima Jap\u00e3o.\u00a0(b) Ilustra\u00e7\u00e3o esquem\u00e1tica de um gr\u00e3o de arroz com casca de arroz composta por 20% em peso de SiO2.\u00a0Fotografias de (c) casca de arroz, (d) p\u00f3 de SiO2 extra\u00eddo de casca de arroz e (e) p\u00f3 de Si sintetizado a partir de (d).\u00a0Imagens de microsc\u00f3pio eletr\u00f4nico de (f) a estrutura da concha de SiO2 e (g) ponto qu\u00e2ntico de Si.\u00a0Fotoluminesc\u00eancia do ponto qu\u00e2ntico de Si mostrando (h) fotografia e (i) espectros.\u00a0(j) LED de ponto qu\u00e2ntico de Si e (k) espectro de eletroluminesc\u00eancia do LED de ponto qu\u00e2ntico de Si.\u00a0Cr\u00e9dito:\u00a0ACS Sustainable Chem. Eng<\/span><\/em><\/p>\n

“Esta \u00e9 a primeira pesquisa que desenvolve um LED a partir de cascas de arroz residuais”, disse Saitow, acrescentando que a qualidade n\u00e3o t\u00f3xica do sil\u00edcio os torna uma alternativa atraente aos atuais pontos qu\u00e2nticos semicondutores dispon\u00edveis hoje.<\/p>\n

\u201cO m\u00e9todo atual se torna um m\u00e9todo nobre para desenvolver LEDs de ponto qu\u00e2ntico ecologicamente corretos a partir de\u00a0produtos naturais\u201d, disse ele.<\/p><\/blockquote>\n

Os LEDs foram montados como uma s\u00e9rie de camadas de material.<\/p>\n

Um substrato de vidro de \u00f3xido de \u00edndio-estanho (ITO) foi o \u00e2nodo de LED;\u00a0\u00e9 um bom condutor de eletricidade enquanto suficientemente transparente para a emiss\u00e3o de luz.<\/p>\n

Camadas adicionais foram revestidas por rota\u00e7\u00e3o no vidro ITO, incluindo a camada de SiQDs.<\/p>\n

O material foi tampado com um c\u00e1todo de filme de alum\u00ednio.<\/p>\n

O m\u00e9todo de s\u00edntese qu\u00edmica que a equipe desenvolveu permitiu avaliar as propriedades \u00f3pticas e optoel\u00e9tricas do diodo emissor de luz SiQD, incluindo as estruturas, rendimentos de s\u00edntese e propriedades dos p\u00f3s de SiO2<\/sub>\u00a0e Si e SiQDs.<\/p>\n

\u201cAo sintetizar SiQDs de alto rendimento a partir de cascas ricas e dispers\u00e1-los em\u00a0solventes org\u00e2nicos, \u00e9 poss\u00edvel que um dia esses processos possam ser implementados em larga escala, como outros processos qu\u00edmicos de alto rendimento\u201d, disse Saitow.<\/p>\n

Os pr\u00f3ximos passos da equipe incluem o desenvolvimento de luminesc\u00eancia de maior efici\u00eancia nos SiQDs e nos LEDs.<\/p>\n

Eles tamb\u00e9m explorar\u00e3o a possibilidade de produzir LEDs SiQD diferentes da cor vermelho-alaranjada que acabaram de criar.<\/p>\n

Olhando para o futuro, os cientistas sugerem que o m\u00e9todo que desenvolveram pode ser aplicado a outras plantas, como bambu da cana-de-a\u00e7\u00facar, trigo, cevada ou gram\u00edneas, que cont\u00eam SiO2<\/sub>.<\/p>\n

Esses produtos naturais e seus res\u00edduos podem ter potencial para serem transformados em dispositivos optoeletr\u00f4nicos n\u00e3o t\u00f3xicos.<\/p>\n

Em \u00faltima an\u00e1lise, os cientistas gostariam de ver a comercializa\u00e7\u00e3o dessa abordagem ecologicamente correta para criar dispositivos luminescentes a partir de\u00a0res\u00edduos de casca de\u00a0arroz.<\/a><\/p>\n

Outros membros da equipe de pesquisa, tamb\u00e9m da Universidade de Hiroshima, incluem Honoka Ueda, Shiho Terada e Taisei Ono.<\/p>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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