Científicos de la Universidad de Osaka han creado un nuevo tipo de nanopartícula emisora de luz, compuesta por semiconductores ternarios no tóxicos, para ayudar a crear iluminación LED y pantallas con mejores colores y más respetuosas con el medio ambiente.

La mayoría de pantallas actuales no reproducen con precisión todos los colores tal como los percibimos con nuestros ojos, sino que representan aproximadamente el 70% de ellos. Para hacer mejores pantallas que muestran un mayor porcentaje de colores, los investigadores han centrado sus esfuerzos en nanopartículas emisoras de luz. Estas nanopartículas también están siendo utilizadas en la investigación médica para iluminar y realizar un seguimiento de nuevos medicamentos cuando se están probando en el cuerpo humano. Sin embargo, el metal en el que se basan estas nanopartículas fotoluminiscentes, como el cadmio, es altamente tóxico, lo que limita sus aplicaciones en investigaciones médicas y productos de consumo – muchos países están en el proceso de prohibir este tipo de nanopartículas tóxicas.

Por lo tanto, es vital crear versiones no tóxicas de estas nanopartículas con propiedades similares y que a la vez consigan colores más puros y eficientes energéticamente. Hasta ahora, las investigaciones han logrado crear nanopartículas no tóxicas que emiten luz de manera eficiente mediante la creación de semiconductores con tres tipos de elementos, por ejemplo, plata, indio y azufre (en forma de disulfuro de indio y plata). Sin embargo, los colores que emiten no solo suficientemente puros, y muchos investigadores declararon que sería imposible conseguir nanopartículas que emitan colores puros.

Ahora, investigadores de la Universidad de Osaka han demostrado que es posible fabricar nanopartículas semiconductoras que contienen disulfuro de plata e indio, con un añadido en forma de caparazón a su alrededor consistente en un material semiconductor hecho de dos elementos diferentes: galio y azufre. El equipo ha logrado reproducir de forma estable estas nanopartículas con “caparazón”, las cuales son eficientes energéticamente y emiten unos colores vivos y puros. La investigación ha sido publicada recientemente en la revista científica Nature NPG Asia Materials.

“Hemos sintetizado nanopartículas no tóxicas de manera usual: mezclamos todos los ingredientes y los calentamos. Los resultados no fueron fantásticos, pero ajustando las condiciones de síntesis y modificando los núcleos de las nanopartículas y los caparazones en los que las encerramos, pudimos lograr eficiencias fantásticas y colores muy puros”, declaró el coautor del estudio, Susumu Kuwabata.

El encerrar nanopartículas en capas de semiconductores no es nada nueva, pero los recubrimientos que actualmente se utilizan disponen de átomos rígidamente dispuestos en su interior, mientras que las nuevas partículas están hechas de un material más caótico sin una estructura rígida.

“Las partículas de disulfuro de plata e indio emitieron colores más puros después del recubrimiento de sulfuro de galio. Creemos que la naturaleza menos rígida del material del caparazón jugó un papel importante en eso, ya que fue más adaptable, permitiendo configuraciones energéticamente más favorables”, concluyó el autor principal del estudio Taro Uematsu.

Los resultados de la investigación han demostrado que es posible crear nanopartículas no tóxicas, libres de cadmio, con muy buenas propiedades de emisión de color mediante el uso de capas amorfas alrededor de los núcleos de nanopartículas.

Fuente de imágenes: OSAKA UNIVERSITY