Green Science Alliance has been developing various types of quantum dots and quantum dot composites. Recently, they have been more focused on developing organic or biomass materials-based quantum dots since these types of quantum dots do not contain toxic metals such as lead or cadmium which is sometimes used for inorganic quantum dots.グリーンサイエンスアライアンスのビジョンは、持続可能なカーボンニュートラル社会のための最先端の技術を提供することです。彼らはまた、石油や化石燃料ベースの化学物質を植物由来やバイオマスベースの化学物質で置き換えるための取り組みも行っています。今回、森亮平博士は、セルロースナノファイバーから量子ドットを開発しました。彼はまた、リンゴのセルロースナノファイバーや食品のナノファイバー、廃木、バイオマス廃棄物などからも量子ドットを合成することができます。
量子ドットは、通常10〜10000個の原子（1〜9ナノメートル）の直径であり、人間の毛髪の幅の1/10000よりも小さい、非常に小さい人工ナノ粒子です。しかし、この極小サイズの効果は無視できません。量子ドットは実際に非常にパワフルな材料であり、そのサイズが彼らにユニークな能力を与えています。可視スペクトルのほとんどの色に光を変換することを含む非常に高い効率で量子ドットは作用します。2023年には、これらの量子ドットを発見し開発した人々にノーベル賞が授与されました。
量子ドットの電子特性は、化学組成、サイズ、形状による量子限定効果によって決まります。一般的に、大きいドットは赤などの長い波長を放射し、小さいドットは緑や青などの短い波長を放射します。量子ドットの調整とは、それが放射する光の波長です。量子ドットのユニークな特性は、以下のアプリケーションに活用することができます。
- 量子ドット太陽電池
- テレビディスプレイ、スマートフォン、安定したディスプレイ
- セキュリティタグ、セキュリティインク、偽造防止
- センサー
- 量子ドットレーザー
- 量子ドットトランジスタ
- フォトニック結晶
- バイオイメージング、バイオマーカー、医療ディスプレイアプリケーション（がん細胞イメージング、タンパク質分析、細胞追跡）
- 高密度固体材料ベースのメモリ
- 熱電材料
- 量子ドットコンピュータ
- 可視光応答型光触媒材料
- 人工光合成
- LED
グリーンサイエンスアライアンスは、さまざまなタイプの量子ドットや量子ドット複合体の開発を行ってきました。最近では、有害な金属を含まない有機またはバイオマス材料をベースにした量子ドットの開発により注力しています。これらのタイプの量子ドットには、時折、無機量子ドットに使用される鉛やカドミウムのような有毒金属が含まれていないためです。
今回、森亮平博士は、セルロース、廃木材などからセルロースナノファイバーやリグノセルロースナノファイバーを準備し、その材料からこれらのバイオマス天然量子ドットを合成しました。ナノファイバーから量子ドットを作るというのは珍しい研究です。ナノファイバー材料を使用することで、量子ドットの合成および製造効率は、その大量のカウンターパートよりも高くなります。さらに、これらは天然バイオマス100％の成分でできた量子ドットです。
森亮平博士は、このようなセルロース、リグノセルロース、廃木材、食品廃棄物、バイオマス天然資源材料をベースにした量子ドットを農業業種に応用しようと考えています。さらに、これらのタイプの量子ドットには、時々、彼が以前に報告した抗微生物および肥料効果があります。
このようなバイオマス天然量子ドットは、セルロース、廃木材、バイオマス廃棄物、農業廃棄物などから作られているため、炭素ニュートラルで持続可能で環境に優しい量子ドットと見なすことができます。
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Ryohei Mori
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SOURCE Green Science Alliance Co., Ltd.
