Một phương pháp mới chuyển chất thải của cá thành vật liệu nano carbon chỉ trong 10 giây

Sự phát triển mới có thể giúp giảm giá thành của đèn LED thế hệ tiếp theo và màn hình QLED.
Một phương pháp mới chuyển chất thải của cá thành vật liệu nano carbon chỉ trong 10 giây
Vật liệu nano dựa trên cacbon.

Các nhà khoa học từ Viện Công nghệ Nagoya ở Nhật Bản đã phát hiện ra một phương pháp mới để biến chất thải của cá thành nano carbon chất lượng cực cao (CNOS), một thông cáo báo chí tiết lộ. Sự phát triển mới có thể giúp giảm giá thành của đèn LED thế hệ tiếp theo và màn hình QLED.

CNO là một dạng vật liệu nano dựa trên cacbon có độc tính thấp, ổn định hóa học với các đặc tính điện và quang học tuyệt vời. Chúng được cấu tạo bởi các lớp vỏ fulleren đồng tâm có phần giống với những chiếc lồng bên trong lồng. Ưu điểm chính của chúng so với các vật liệu nano dựa trên cacbon khác là chúng có diện tích bề mặt cao cũng như độ dẫn điện và nhiệt lớn.

Kể từ khi chúng được phát hiện lần đầu tiên vào những năm 80, các nỗ lực chế tạo CNO đã gặp phải một số trở ngại nghiêm trọng. Một số CNO, ví dụ, yêu cầu nhiệt độ cao hoặc điều kiện chân không cho quá trình sản xuất. Và tiêu tốn một khoảng thời gian không bền vững để sản xuất.

Giờ đây, trong nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Green Chemistry, nhóm nghiên cứu từ Viện Công nghệ Nagoya đã mô tả phương pháp mới đơn giản của họ để biến chất thải của cá thành CNO. Nhóm nghiên cứu đã phát triển một lộ trình tổng hợp có thể chuyển vảy cá chiết xuất từ ​​chất thải cá thành CNO trong vài giây. Chìa khóa của điều này là nhiệt phân vi sóng.
Điều thú vị là các nhà nghiên cứu vẫn đang tìm hiểu lý do đằng sau phát hiện của họ - họ vẫn chưa hiểu rõ ràng tại sao vảy cá có thể dễ dàng chuyển đổi thành CNO. Những gì họ biết, là nó có thể liên quan đến thực tế là collagen có trong vảy cá hấp thụ đủ bức xạ vi sóng để tạo ra nhiệt độ tăng nhanh. Điều này dẫn đến sự phân hủy nhiệt hoặc "nhiệt phân". Quá trình nhiệt phân tạo ra khí hỗ trợ quá trình lắp ráp các CNO.

Một phương pháp sản xuất CNO mới có thể giảm chi phí của màn hình thế hệ tiếp theo

Thật ấn tượng, phương pháp mới không yêu cầu nhiệt độ quá cao, không cần chất xúc tác phức tạp và chỉ mất 10 giây. Các nhà nghiên cứu giải thích trong bài báo của họ rằng quy trình này cũng tạo ra CNO với độ kết tinh rất cao, đồng thời lưu ý rằng điều này cực kỳ hiếm đối với các quy trình sử dụng chất thải sinh khối.

Các nhà khoa học cũng lưu ý rằng phương pháp của họ tạo ra CNO có chức năng chọn lọc và triệt để với các nhóm (−COOH) và (−OH). Một trong những lợi ích của chức năng CNO và độ kết tinh cao của chúng là nó có các đặc tính quang học tuyệt vời. Phó giáo sư Takashi Shirai, người thực hiện nghiên cứu mới, cho biết, "CNO thể hiện sự phát xạ ánh sáng nhìn thấy cực sáng với hiệu suất (hay năng suất lượng tử) là 40%. Giá trị này, chưa từng đạt được trước đây, là khoảng 10 lần cao hơn so với các CNO được báo cáo trước đây được tổng hợp thông qua các phương pháp thông thường. "
Trong phòng thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của CNO dựa trên cá của họ bằng cách sử dụng chúng trong đèn LED và màng mỏng phát ra ánh sáng xanh. Tiến sĩ Shirai giải thích: “Các đặc tính quang học ổn định có thể cho phép chúng tôi chế tạo màng linh hoạt phát xạ diện tích lớn và các thiết bị LED. chỉ có vậy, việc sử dụng chất thải của cá sẽ là một cách sản xuất thiết bị điện tử thân thiện với môi trường hơn và nó cũng có thể giảm chi phí sản xuất cho các màn hình thế hệ tiếp theo.

Nhựt Thanh
Theo Interesting engineering
CÙNG CHUYÊN MỤC
ĐỌC THÊM