Halfgeleider nanokristallen die bekend staan ​​als quantum dots (QD's) worden steeds vaker gebruikt als fotoluminescente materialen in bio-imaging, fotonica, en opto-elektronische toepassingen. Echter, deze QD's moeten stabiele fotoluminescentie-eigenschappen hebben om in deze toepassingen te kunnen worden gebruikt. Fotoluminescentiestabiliteit van QD's wordt bereikt door het oppervlak van de QD's chemisch te modificeren.

Echter, chemische modificatie van het oppervlak vereist doorgaans grote hoeveelheden organische oplosmiddelen die schadelijk zijn voor het milieu. Om dit probleem op te lossen, veel onderzoekers hebben geprobeerd composieten van polymeer en nanodeeltjes te synthetiseren met behulp van op superkritische vloeistof (SCF) gebaseerde technologie. Superkritisch CO2 is naar voren gekomen als het meest uitgebreid bestudeerde SCF-medium, omdat het gemakkelijk verkrijgbaar is, goedkoop, niet vlambaar, en milieuvriendelijk.

Toyohashi Tech-onderzoekers in samenwerking met onderzoekers van het National Institute of Technology, Kurume College heeft de vorming van nanogestructureerd materiaal onderzocht met behulp van superkritisch CO2. Ze hebben de vorming van composiet nanodeeltjes van luminescente ZnO QD's en polymeer aangetoond door dispersiepolymerisatie in superkritisch CO2. Als resultaat van de superkritisch-CO2-geassisteerde oppervlaktemodificatie van QD's, de QD's waren goed gedispergeerd in de polymeermatrix en vertoonden een hoge luminescentie.

"Helaas, de fotoluminescentie-eigenschappen van ongerepte luminescente QD's werden geblust in superkritisch CO2. De oppervlaktestructuur van de QD's werd vernietigd door superkritisch CO2.", legt universitair hoofddocent Kiyoshi Matsuyama van het National Institute of Technology uit, Kurume College, "We ontdekten dat het uitdoven van ZnO-QD's kon worden voorkomen door te coaten met silica om PMMA-ZnO-composiet-QD's met hoge luminescentie te verkrijgen met behulp van een superkritische-CO2-ondersteunde oppervlaktemodificatie met polymeer."

Ons onderzoek toont aan dat het superkritische vloeistof-geassisteerde proces een milieuvriendelijke route biedt voor het produceren van gestabiliseerde luminescente materialen.