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 Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Плавящийся асфальт в США, многие тысячи погибших в Западной Европе, своеобразное лето в России — все это списывают на вредоносный феномен рекордного Эль-Ниньо. И конечно же, на него спихивают и ожидаемый рост цен на кофе и основные сельхозтовары. Правда, есть в этой картине и белые пятна: в прошлые Эль-Ниньо мировые урожаи росли. Что скорее всего случится в 2026 году и отчего роль этого события может быть куда больше, чем мы думаем?
Ученые синтезировали три новых комплекса металла европия и нашли способ управлять яркостью их свечения (люминесценции). Подобные светящиеся соединения востребованы в биологии и медицине для визуализации тканей и отслеживания распределения лекарств по организму, а также в технике при разработке энергоэффективных дисплеев и светодиодов.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
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