科学家表示,微波处理鱼类废弃物可用于制造成本更低、更可持续的LED
这一工艺会产生碳纳米洋葱(CNO),可应用于能源存储、医疗等领域。
一位专家表示,科学家的这项发现或将有助于未来开发下一代显示屏和固态照明设备。
科学家发现,通过微波处理鱼类废弃物,可以快速、高效地制成碳纳米洋葱(CNO)——一种独特的碳纳米形态,可应用于能源存储和医疗领域。这种方法未来或可用于制造更便宜、更可持续的LED。日本名古屋工业大学的研究人员在《绿色化学》上发表了研究结果。
CNO是纳米结构,其球形碳壳呈同心层状排列,类似洋葱。论文称,由于其“极高的导电性和导热性,以及较大的外表面积”,CNO“在能源存储与转换领域受到全球广泛关注”。研究作者写道,CNO已用于电子产品和生物医学领域,例如生物成像、传感和药物递送。
尽管CNO早在20世纪80年代就已见诸报道,但传统制造方法需要高温、真空环境,并耗费大量时间和能源。其他技术则成本高昂,还需要复杂的催化剂,或危险的酸性、碱性条件。名古屋工业大学的一份声明称,这“极大地限制了CNO的应用潜力”。
作者称,这种新发现的方法只需一个步骤——对从鱼类废弃物中提取的鱼鳞进行微波热解——且十秒内即可完成。
鱼鳞究竟如何转化为CNO尚不清楚,不过研究团队认为,这可能与鱼鳞中的胶原蛋白能够吸收足够的微波辐射、迅速升温有关。随后发生热解,也就是热分解,使胶原蛋白分解成气体。这些气体继而促进CNO的形成。
声明称,这种方法是“一种将鱼类废弃物转化为实用价值高得多的材料的简便途径”,而所得CNO具有高结晶度,因此拥有“出色的光学性质”。埃伦·菲迪安为《Cosmos》撰文指出,CNO的功能化程度也很高,这意味着其“表面结合着其他小分子”。据《Cosmos》报道,这些特性的结合使CNO能够发出明亮的蓝光。
名古屋工业大学生命科学与应用化学系教授、论文合著者高志·白井在一份声明中表示:“CNO呈现超亮可见光发射,效率(或量子产率)为40%。”“这一数值此前从未达到过,约为以传统方法合成的已报道CNO的10倍。”
白井在声明中表示,凭借这些优异的光学性质,CNO可用于制造“大面积发光柔性薄膜和LED器件”。“这些发现将为开发下一代显示屏和固态照明开辟新的途径。”


