Ein Team von Ingenieuren an der Lehigh University haben eine bakterielle Verfahren für die kostengünstige, umweltfreundliche Synthese von wasserlöslichen Nanokristall-Quantenpunkten bei Raumtemperatur nachgewiesen.

Dies ist das erste Beispiel für Ingenieure, die einzigartige Fähigkeit der Natur, mit einem bakteriellen Prozess kostengünstig und skalierbares Herstellung QD erzielen. Dieser Ansatz bietet eine Biosyntheseweg praktikabel, das Versprechen der grünen Biomanufacturing dieser Materialien zu realisieren.



Unter Verwendung eines Stamms entwickelt Stenotrophomonas maltophilia, um die Partikelgröße zu steuern, biosynthetisiert das Team QD mit Hilfe von Bakterien und Cadmiumsulfid, ein Low-Cost-Route, die Synthese skalierbare und grün CdS-Nanokristalle mit Kristallitgrößen extrinsische Kontrolle der Abmessungen im Bereich Quantenbegrenzungs liefern .

Cadmiumsulfid Halbleiter-Nanokristalle

Die Lösung produziert extrazellulären wasserlöslichen Quantenpunkte aus Vorstufen wirtschaftlichen Temperatur und Umgebungsdruck. Das Ergebnis ist Nanokristalle CdS-Halbleiterbandlücke mit größenabhängigen und zugehörigen

Prüfärzte Steven McIntosh, Bryan Berger und Christopher Kiely, zusammen mit einem Team von Verfahrenstechnik, Biotechnologie und Materialwissenschaften Studenten präsentieren den neuen Ansatz für die Biosynthese von reproduzierbaren, QD löslichen extrazellulären 1. Juli in der Zeitschrift Green Chemistry.

"Biosynthetische QD ermöglichen die Entwicklung einer umweltfreundlichen Prozess der bio-inspirierte Im Gegensatz zu aktuellen Ansätzen, die auf hohe Temperaturen, Drücke, giftige Lösungsmittel und Vorstufen teuer verlassen", sagt Berger. "Wir haben einen einzigartigen Ansatz" grün ", die erheblich reduziert die Kosten und Auswirkungen auf die Umwelt entwickelt."

Quantenpunkte, die den Einsatz in Anwendungen so vielfältig wie medizinische Bildgebung, Beleuchtung, Display-Technologien, Solarzellen,

Bruchteil der Kosten

Dieses soeben beschriebene Verfahren erlaubt die Herstellung von Quantenpunkten durch Verfahren, die die Umwelt und zu einem Bruchteil der Kosten. Während herkömmliche Herstellungstechniken QD derzeit kostet $ 1,000- $ 10,000 pro Gramm, schneidet Technik Biomanufacturing, die ungefähr $ 1- $ 10 pro Gramm kosten.

Die deutliche Reduzierung der Kosten ermöglicht potentiell die Produktion von groß angelegten QD lebensfähig für kommerzielle Anwendungen.

"Wir schätzen die Renditen in der Größenordnung von Gramm pro Liter der Batch-Kulturen unter optimalen Bedingungen, und sind in der Lage zu reproduzieren eine breite Palette von Größen CdS QD", sagte Steven McIntosh.

"Während die Biosynthese von Strukturwerkstoffe relativ gut etabliert, mit der Natur zu schaffen funktionellen anorganischen Materialien einen Weg in eine Zukunft ökologische Wirtschaft, die Herstellung von Biopharmazeutika. Wir glauben, dass diese Arbeit ist der erste Schritt in diese Richtung."

Zhou Yang, Li Lu, Victoria F. Berard, Qian He, Christopher J. Kiely, Bryan W. Berger, Steven McIntosh
Biomanufacturing CdS-Quantenpunkte
Grün Chem 2015.