Diody... z ryżu produkować będą Japończycy

Co ma wspólnego ryż z elektroniką? Diody. Jak można przypuszczać pomysł powstał w Azji - a konkretnie na japońskim uniwersytecie w Hiroszimie. Naukowcom udało się wyprodukować diody świetlne (LED) z ryżowych łusek.

W swojej ryżowej diodzie japońscy konstruktorzy wykorzystali krzem. Jego półprzewodnikowe właściwości są dobrze znane. Mniej znaną właściwością jest to, że jego niewielkie kropki (tak zwane kropki kwantowe) mogą też emitować światło dzięki fotoluminescencji.

Jeszcze mniej znanym faktem jest to, że aż 15 do 20 proc. składu ryżowych łusek to krzemionka, czyli tlenek krzemu. Rocznie ponad 100 milionów ton ryżowych łusek trafia na śmietniska. Badaczom udało się przetworzyć odpady w elektronikę. 

Po zmieleniu i wypaleniu łusek w piecu naukowcy uzyskali krzemionkowy pył. Dalsze wypalanie pozwoliło na uzyskanie czystego krzemu o średnicy ziaren zaledwie 3 nanometrów (ludzki włos ma średnicę około 100 tysięcy nanometrów).

Jako anodę wykorzystano szkło z tlenku indu i cyny. Na nie naniesiono nanokryształy krzemu z ryżowych łusek, katodą była powłoka glinu. Diody emitują pomarańczowo-czerwonej barwie światła i mają 20 procentową sprawność. To mniej niż tradycyjne diody LED, które osiągają około 40 proc., ale to dopiero pierwsze kroki.

“To pierwszy raz, gdy wytworzono diody LED z ryżowych łusek" mówi prof. Ken-Ichi Saitow, chemik z Uniwersytetu w Hiroszimie. Dodaje, że takie diody są przyjazne dla środowiska nie tylko dlatego, że powstają z odpadów. Nie wymagają też związków toksycznych ciężkich metali (do kwantowych kropek często jest wykorzystywany selenek kadmu).

Badacze sądzą, że kwantowe kropki krzemu można będzie pozyskiwać też z łusek innych zbóż czy łodyg trzciny cukrowej. Otworzyłoby to możliwości ich produkcji na większą, przemysłową skalę.

Na razie zespół zamierza pracować nad zwiększeniem sprawności diod i zmianie koloru światła.