Idag krävs det sällsynta metaller för att tillverka halvledare till tunna skärmar i mobiltelefoner. Det innebär gruvdrift som kan orsaka skador på miljön. Nu har forskare utvecklat ett mer hållbart alternativ genom att använda björklöv som tryckkokas.
Organiska halvledare är ett av de viktigaste materialen i så kallade optoelektroniska tillämpningar. De används i ultratunna och ljusstarka tv- och mobiltelefonskärmar.
Nackdelen är att dessa halvledare idag främst framställs av petrokemiska föreningar och sällsynta grundämnen som tagits fram genom miljöskadlig gruvdrift. De innehåller också metaller som det råder brist på, exempelvis platina, indium och fosfor.
Forskare vid Umeå universitet har nu tillsammans med kollegor i Danmark och Kina, utveckjlat ett mer hållbart alternativ – ett biobaserat halvledarmaterial.
– Kärnan i vår forskning är att utnyttja närliggande förnybara resurser för organiska halvledarmaterial, säger fysikforskaren Jia Wang vid Umeå universitet.
Forskarna har lyckats framställa kolbaserade partiklar i nanostorlek med rätt optiska egenskaper genom att man tryckkokat björklöv.
Tillverkningsprocessen är enkel. Forskarna plockade björklöv på campusområdet i Umeå och kokade dem i en tryckkokare. De fick då fram en form av ”kolprickar” som är cirka två nanometer stora, och som avger ett djuprött ljus när de löses upp i etanol.
Enligt forskarna är några av de optiska egenskaperna hos dessa kolprickar jämförbara med kommersiella kvantprickar som används idag. Med den skillnaden att de inte innehåller tungmetaller eller kritiska råmaterial.
– Det är viktigt att notera att vår metod inte är begränsad till björklöv. Vi testade olika växtblad med samma tryckkokningsmetod, och alla gav upphov till liknande rödemitterande kolprickar. Denna mångsidighet tyder på att omvandlingsprocessen kan användas på olika platser med olika tillgång på råmaterial, säger Jia Wang.
Resultatet visar att det är möjligt att övergå från fossila petroliumföreningar till förnybar biomassa som råmaterial för organiska halvledare.
– Kolprickar är lovande för många olika tillämpningar, från bioimaging och sensorer till förfalskningsskydd. Vi är öppna för samarbeten och ivriga att utforska fler spännande användningsområden för våra emitterande och hållbara kolprickar, säger Jia Wang avslutningsvis.
© Anläggningsvärlden 2023.
info@anlaggningsvarlden.se
