(30Science.com) – Roma, 4 gen. – I punti quantici colloidali, dopo una ricerca trentennale, sono pronti a rivoluzionare la tecnologia degli schermi di televisori e smartphone e dei collettori solari. A fare il punto sulla situazione, e soppesare le sfide rimanenti nel percorso verso una commercializzazione diffusa per questa promettente tecnologia con le più disparate applicazioni, è uno studio pubblicato sulla rivista Science e condotto da un team internazionale che ha coinvolto l’Università di Toronto, il Barcelona Institute of Science and Technology, l’Università di Chicago, il Los Alamos National Laboratory, l’Università di Tokyo e l’Università tecnica di Dortmund.
“Trent’anni fa queste strutture erano solo oggetto di curiosità scientifica studiata da un piccolo gruppo di appassionati. Nel corso degli anni, i punti quantici sono diventati materiali di livello industriale sfruttati in una serie di tecnologie tradizionali ed emergenti, alcune delle quali hanno già trovato la loro strada nei mercati commerciali“, ha affermato Victor I. Klimov, coautore dell’articolo e leader del team che conduce la ricerca sui punti quantici presso il Los Alamos National Laboratory.
Le minuscole particelle della materia chiamate punti quantici possono essere sintonizzate per emettere luce a lunghezze d’onda specifiche. Questa è solo una qualità che li rende preziosi in una vasta gamma di applicazioni tecnologiche. Credit: Laboratorio Nazionale di Los Alamos.
Molti progressi su questo fronte della tecnologia hanno avuto origine proprio a Los Alamos, tra cui la prima dimostrazione del laser quantico colloidale, la scoperta della moltiplicazione dei portatori, la ricerca pionieristica sui diodi a emissione di luce (LED) e sui concentratori solari luminescenti ed i recenti studi su emettitori di punti quantici.
I punti quantici, noti anche come atomi artificiali, sono una nanostruttura formata da un’inclusione di un materiale semiconduttore all’interno di un altro semiconduttore. Tra i possibili impieghi vi sono l’implementazione dei qubit necessari per un computer quantistico, quello di riserva di energia, di sorgente luminosa, di elemento per la produzione a basso costo di celle fotovoltaiche o, nel campo della nanomedicina, per il trasporto di chemioterapici.
Utilizzando la moderna chimica colloidale, le dimensioni e la struttura interna dei punti quantici possono essere manipolate con precisione quasi atomica, il che consente un controllo estremamente accurato delle loro proprietà fisiche e quindi dei comportamenti nei dispositivi pratici.
Numerosi sforzi in corso sulle applicazioni pratiche dei punti quantici colloidali hanno sfruttato la sintonizzabilità controllata dalle dimensioni del loro colore di emissione e le rese quantiche ad alta emissione vicino al limite ideale del 100%. Queste proprietà sono interessanti per gli schermi e l’illuminazione, le tecnologie in cui i punti quantici vengono utilizzati come fosfori per la conversione del colore.
Grazie alla loro emissione a banda stretta e sintonizzabilità spettrale, i punti quantici consentono una migliore purezza del colore e una copertura più completa dell’intera gamma di colori rispetto ai materiali di fosforo esistenti. Alcuni di questi dispositivi, come i televisori a punti quantici, hanno già raggiunto la maturità tecnologica e sono disponibili nei mercati commerciali. (30Science.com)
