大米需要脱壳才能加工成食物。每年全球产生约1亿吨稻壳废料。如今，科学家开发了一种利用稻壳的方式，借助这些生物材料制造出硅量子点(QD)LED灯。他们的新方法以低成本，环保的方式将农业废物转化为最先进的发光二极管。
广岛大学基础研究和发展自然科学中心的研究小组于2022年1月28日发表了他们的研究报告，论文刊登在《美国化学学会ACS可持续化学与工程》中。
“由于典型的QD通常涉及有毒物质，例如镉，铅或其他重金属。我们提出的QD过程和制造方法最小化了这些问题。”广岛大学的化学教授Ken-Ichi Saitow说道。
由于在20世纪50年代发现多孔硅(SI)，科学家们探讨了其在锂离子电池，发光材料，生物医学传感器和药物递送系统中的应用。
事实证明，稻壳是高纯度二氧化硅(SiO2)和增值Si粉末的优异来源。
该团队使用了铣削，热处理和化学蚀刻的组合来加工稻壳二氧化硅：首先，通过燃烧碾米稻壳的有机化合物，从稻壳子里提取二氧化硅(SiO2)粉末。第二步将所得二氧化硅粉末在电炉中加热，通过还原反应获得Si粉末。第三，产物是纯化的Si粉末，通过化学蚀刻进一步降低颗粒尺寸至3纳米。最后，化学官能化其表面，得到高化学稳定性和溶剂中的高分散性，具有3nm的晶体颗粒，产生橙红色范围内的Siqds，高发光效率超过20％。
“未来可以在大规模的情况下完成上述过程，和其他类似的高产化学过程。”Saitow说。
该团队下一步计划开发更高发光效率的生物材料处理工艺。还将探讨生产除橙红颜色之外的SIQD LED的可能性。展望未来，科学家们认为他们开发的方法可以应用于其他植物，例如含有SiO2的甘蔗竹，小麦，大麦或草地。这些天然产品及其废物可能存在转为无毒光电器件的可能性。