Новый российский материал заменит токсичный кадмий в экранах мониторов
Российские химики предложили альтернативный прекурсор серы для синтеза экологичных коллоидных квантовых точек сульфида меди-индия CuInS2. Новые разработки используют отечественные материалы, что упрощает и удешевляет производство этого полупроводникового наноматериала, а также делает его безопасным.
Результаты исследования опубликованы в журнале «Прикладная физика». Коллоидные квантовые точки — это нанокристаллы полупроводниковых материалов размером от 2 до 10 нм, содержащиеся в жидкой среде, например в растворе. Благодаря своим оптическим и электронным свойствам они широко используются в современной технике. Например, коллоидные квантовые точки из селенида кадмия используются в качестве люминофоров в QLED-экранах мониторов. Однако их существенный недостаток заключается в высокой токсичности соединений кадмия.
В работающем мониторе находится менее 100 миллиграммов кадмия, и он заключен в полимерные или стеклянные матрицы и не опасен для здоровья человека. Однако при неправильной утилизации или разрушении экрана кадмий может попасть в окружающую среду, а это уже небезопасно. Так как кадмий — тяжелый металл, он не распространяется быстро, но может накапливаться в почве и организмах, что влечет долгосрочный экологический риск.
Экологичная альтернатива селениду кадмия — тройные халькогениды индия, такие как сульфид меди-индия (CuInS2) и сульфид серебра-индия (AgInS2). Индий менее токсичен и одновременно прост в утилизации, а тройные халькогениды индия имеют оптические и фотоэлектрические свойства подобные селениду кадмия. Они обладают поглощением и люминесценцией в видимом диапазоне и стабильны в атмосфере. Однако их синтез затруднен из-за сложностей с поставками необходимых прекурсоров.
«Ни один из современных прекурсоров серы для синтеза коллоидных нанокристаллов не производится российской химической промышленностью, поэтому поиск эффективных альтернатив весьма важен»,— рассказал Иван Шуклов, старший научный сотрудник центра испытания функциональных материалов Института квантовых технологий МФТИ.
Исследователи показали, что раствор элементарной серы в децене-1 российского производства может использоваться как прекурсор серы для синтеза квантовых точек сульфидов индия. В качестве аполярных растворителей использовались декан и цетан, которые позволяют проводить реакции при разных температурах. Исходными материалами для индия были галогениды индия (InCl3 и InI3) и стеарат индия. Коллоидные квантовые точки синтезировались путем впрыскивания прекурсора серы к смеси прекурсоров металлов.
Анализ изображений просвечивающей электронной микроскопии показал, что полученные наночастицы обладают формой тетраэдра и усеченного тетраэдра. В зависимости от типа синтеза размер частиц может варьироваться от 9 до 19 нм. Для всех случаев у них наблюдается максимум излучения в видимом диапазоне на длине волны на 540 нм.
Из изготовленных коллоидных квантовых точек ученые создали тонкие пленки и измерили их фотоотклик. При облучении пленки светом с длиной волны 405 нм 1 ватт падающей мощности создает 19,5 мкА тока на пленках. Такой фотоотклик соответствует низкому показателю преобразования доли фотонов в электроны (около 4%). Это значительно ниже, чем у квантово-точечных сенсибилизированных солнечных батарей (доля преобразованных фотонов до 75%). Тем не менее новый материал перспективен для развития его транспортных свойств и может найти применение в гибридных устройствах или фотодетекторов в ультрафиолетовом диапазоне.
«Мы впервые получили прекурсор серы на основе отечественного децена-1. Его можно применять для получения коллоидных квантовых точек халькопиритов индия (CuInS2 и AgInS2). Полученные коллоидные нанокристаллы имеют потенциал заменить экологически проблематичные коллоидные квантовые точки селенида кадмия в мониторах и других фотоэлектронных устройствах, а также могут применяться в фотокатализе»,— пояснил Иван Шуклов.
Telegram 
Дзен 
VK Международная группа ученых выяснила, что постепенное потепление океана лишает морской планктон необходимых для жизни питательных веществ. Этот процесс охватывает огромные водные территории и в будущем может кардинально изменить экосистемы по всей планете.
Американские биотехнологи впервые сообщили об обращении вспять клеточного старения в живых клетках печени человека — не мышиных, не синтетических, а именно человеческих. На волне этого результата компания привлекла 435 миллионов долларов и готовится к клиническим испытаниям.
Ученые из МФТИ и Объединенного института высоких температур РАН показали, как с помощью электронного пучка управлять плазмой, в которой присутствуют пылевые частицы. Такой пучок вводится прямо в плазменный объем, изменяя при этом не только траектории движения частиц, но и свойства самой плазмы. Такой подход актуален для систем газоочистки и плазмохимических реакторов.
В 2017 году человечество впервые заметило объект, прилетевший из другой звездной системы. Он оказался странным, почти не похожим ни на астероид, ни на комету, и получил имя Оумуамуа. Затем появился «нормальный» межзвездный странник — комета Борисова. А в 2025-м астрономы обнаружили 3I/ATLAS — объект, который, вероятно, хранит вещество времен рождения чужих миров. Но что изменили в астрономии эти три гостя из межзвездной тьмы?
Астрономы провели длительную радиодиагностику межзвездного объекта 3I/ATLAS и не нашли признаков искусственных технологий. Наблюдение окончательно подтвердило естественную природу ледяного тела, хотя ученые изначально не ожидали сенсации.
Роль личности в истории чаще всего иллюстрируют правителями или полководцами. Но, глядя на современную карту мира, нельзя не признать: она выглядела бы принципиально иначе, если бы не одна крестьянская девушка, которую сожгли в этот день ровно 595 лет назад.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно