NUS-natuurkundigen hebben ontdekt dat teruggewonnen roetpoeder kan worden getransformeerd door laserbehandeling om een ​​breed scala aan kleuren te geven voor mogelijke weergavetoepassingen.

Teruggewonnen roetpoeder is een veelgebruikt pigment dat wordt geproduceerd uit banden van afvalrubber. Er is een groeiende vraag om het te gebruiken als een milieuvriendelijk en duurzaam materiaal als versterkende vulstof in banden en vele andere toepassingen.

Een onderzoeksteam onder leiding van Prof Sow Chorng Haur van de afdeling Natuurkunde, NUS heeft ontdekt dat door gerichte laserbehandeling toe te passen op teruggewonnen roetpoeder via een fotothermisch proces, het kan worden gemaakt om een ​​breed scala aan kleuren weer te geven. Teruggewonnen roetpoeder bevat vaak verschillende soorten metaalverontreinigingen, een fout die velen ongewenst achten. Echter, bij verhitting in lucht of in een heliumomgeving met behulp van een gefocusseerde laserstraal, de koolstofatomen worden doordrenkt met de metaalverontreinigingen. Dit proces resulteert in het creëren van extra energietoestanden in het hybride materiaalsysteem, waardoor elektronen in het materiaal naar verschillende elektronische toestanden kunnen springen en verschillende kleuren kunnen uitzenden. Tegelijkertijd, het verwarmde materiaal verandert in zijn fysieke vorm als gevolg van door warmte veroorzaakt smelten en opnieuw stollen van het geagglomereerde poeder, wat resulteert in de vorming van periodieke rangschikkingen van koolstofnanodeeltjes. De zichtbare kleuren zijn ook deels te wijten aan lichtverstrooiing van deze periodieke arrangementen.

De onderzoekers ontdekten ook dat ze kunnen uitschakelen, of zwak, de fluorescentie die uit het monster komt door een externe elektrische potentiaal aan te leggen. Dit, in combinatie met de mogelijkheid om het materiaal op flexibele, transparante films, zou het mogelijk kunnen maken om het "nieuwe" materiaal te gebruiken als een flexibel en transparant meerkleurig fluorescentiescherm.

Prof Sow zei, "Omdat het proces niet beperkt is door schaal en flexibel is, teruggewonnen roetpoeder zou mogelijk kunnen worden gebruikt voor grootschalige fluorescentiedisplays. Dit biedt een eenvoudige manier om van betaalbaar en overvloedig materiaal iets nuttigs en moois te maken."