由稻穀製成的量子點LED燈

摘要

每年在全球約有 1 億噸稻殼廢料產生，科學家們已經開發出一種回收稻殼的方法，以製造第一個矽量子點發光二極體(silicon quantum dot LED)。利用此新方法可以低成本、環保的方式將農業廢棄物轉化為最先進的量子點LED燈。

量子點(quantum dots)材料可應用於顯示器、照明、太陽能電池、生命科學研究與醫學成像等領域，又因為其可以達到接近連續光譜及高演色性的特性，量子點LED有望取代高耗能的白熾燈及鹵素燈，成為耗能較低的人工光源替代品。由於量子點製造通常涉及有毒物質，例如鎘、鉛或其他重金屬，因此在使用奈米材料時經常會考慮環境問題。後來研究人員意識到圍繞當前量子點的環境問題，開始尋找製造量子點的新方法，矽的高穩定性與無毒性質使其成為目前半導體量子點的優良替代品。而日本廣島大學的研究團隊發現，廢棄稻殼是高純度二氧化矽(SiO2)和高附加值矽粉的極好來源。

在自然界中，單子葉植物含有較多的矽含量，研究團隊選擇使用廢棄稻殼作為原料。稻殼經過碾磨及燃燒後得到二氧化矽(SiO2 )粉末，透過加熱與化學處理等一系列步驟，最終產生在橙紅色範圍內發光的矽量子點(SiQD)，發光效率超過20%。

研究人員表示，這是第一項利用廢棄稻殼開發量子點LED的研究，本技術成為一種利用天然產物開發環保量子點LED的新方法。團隊將繼續提升矽量子點LED燈的發光效率，並嘗試開發其他顏色的光。未來希望可以將該技術商業化，並延伸應用於其他含有二氧化矽的植物，例如甘蔗、竹子、小麥、草等。【延伸閱讀】- 農業廢棄物加值應用羽毛轉化變優質飼料

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