(Noticias de Nanowerk) En el Instituto de Ciencia y Tecnología de Daegu Gyeongbuk (DGIST), el profesor Ji-woong Yang del Departamento de Ciencia e Ingeniería de la Energía ha logrado una hazaña innovadora. En colaboración con el equipo del profesor Moon-kee Choi del Departamento de Ingeniería de Nuevos Materiales del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan y el grupo del profesor Dae-hyeong Kim del Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular de la Universidad Nacional de Seúl, han desarrollado el sistema ecológico más avanzado del mundo. punto cuántico sensor de fotos. Sorprendentemente, este dispositivo funciona sin alimentación externa, aprovechando el efecto fotovoltaico para una medición estable de la señal luminosa. Estos resultados han sido publicados en ACS Nano (“Fotodetectores de puntos cuánticos de Cu-In-Se, autoalimentados y ultrafinos, libres de metales pesados, para el monitoreo de la salud portátil”).
Resumen gráfico de la obra. (Imagen: DGIST) Esta innovación es particularmente relevante hoy en día, ya que el envejecimiento de la población y la pandemia de COVID-19 amplifican la necesidad de dispositivos de monitoreo de atención médica que puedan usarse cómodamente durante períodos prolongados. Los fotosensores tradicionales basados en silicio, a menudo considerados demasiado pesados y rígidos para un uso prolongado, tienen dificultades para capturar con precisión señales biométricas debido a su incapacidad para mantener un contacto cercano con la piel. En un avance científico significativo, el Premio Nobel de Química de este año honró a tres científicos por su trabajo pionero sobre puntos cuánticos, los componentes básicos de la nanociencia. Estas partículas semiconductoras ultrapequeñas, que miden apenas nanómetros, poseen propiedades ópticas y eléctricas superiores en comparación con los semiconductores convencionales. Esto permite una separación más rápida de electrones y huecos de electrones, lo que los hace ideales para aplicaciones de fotosensores. Sin embargo, la mayoría de los fotosensores de puntos cuánticos utilizados en la investigación actual son estructuras gruesas de escala micrométrica que a menudo contienen metales pesados tóxicos como el sulfuro de plomo, lo que los hace inadecuados para la tecnología portátil. Desafiando las suposiciones generales sobre el rendimiento inferior de los puntos cuánticos ecológicos, el equipo de investigación ha revolucionado esta área. Mejoraron las propiedades eléctricas de los puntos cuánticos de cobre, indio y seleniuro (Cu-In-Se), libres de metales pesados, mediante un control meticuloso de su tamaño y composición. Además, desarrollaron una innovadora capa de transferencia de carga híbrida orgánica-inorgánica adaptada a estos puntos cuánticos, que culminó en un fotosensor ecológico que supera a sus homólogos tóxicos. El fotosensor de puntos cuánticos ecológico del equipo exhibe un rendimiento excepcional con una capa de absorción de puntos cuánticos de apenas unos 40 nanómetros. También demuestra capacidades notables de detección de luz sin necesidad de una fuente de alimentación externa, lo que lo hace muy adecuado para aplicaciones de fotosensores portátiles. Los investigadores ampliaron aún más esta tecnología creando un sensor de pulso portátil. Este sensor combina el fotosensor con una fuente de luz sobre un sustrato de polímero flexible, lo que garantiza un funcionamiento estable incluso en condiciones de curvatura significativas y durante diversas actividades físicas como caminar y correr. En sus comentarios, el profesor Ji-woong Yang de la DGIST destacó el éxito en el desarrollo de un fotosensor de puntos cuánticos ecológico de alto rendimiento mediante control estructural estratégico y optimización de capas. Mientras tanto, el profesor Moon-kee Choi de UNIST imaginó diversas aplicaciones para esta tecnología, que van desde cámaras lidar e infrarrojas hasta sistemas portátiles de monitoreo de atención médica de próxima generación, gracias a su diseño ultradelgado y altamente flexible y su independencia de fuentes de energía externas.
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- Fuente: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=64218.php
