Des chercheurs de l'Université de technologie du Queensland et de l'Université Griffith ont développé une méthode pour transformer de petites mèches de cheveux en nanopoints de carbone, qui sont minuscules, points uniformes d'un millionième de millimètre. Pour produire les nanodots de carbone, ils ont développé un processus en deux étapes qui consistait à casser les poils puis à les brûler à 240 degrés Celsius.

Professeur agrégé Prashant Sonar et professeur Ken (Kostya) Ostrikov, qui sont les chercheurs en chef du QUT Center for Materials Science, a déclaré la recherche publiée dans la revue Matériaux avancés était le premier exemple de déchets de cheveux humains transformés en nanomatériau de carbone hautement luminescent à partir duquel des dispositifs électroluminescents flexibles ont été fabriqués.

Les nanodots traités ont été uniformément dispersés dans un polymère, puis laissés à s'auto-assembler pour former des "nano-îles", ou de petits groupements des nanodots. La formation d'îlots préserve l'émission d'un matériau à l'état solide qui est essentiellement nécessaire à l'incorporation de tout nanomatériau dans un dispositif.

Ces nano-îlots ont été utilisés comme couche active dans des dispositifs à diodes électroluminescentes organiques (OLED).

L'appareil s'éclairait d'une couleur bleue lorsqu'une tension modeste, environ égal à deux ou trois piles crayon, a été appliqué à l'appareil.

"Les déchets sont un gros problème, " a déclaré le professeur Sonar. " Les dispositifs électroluminescents organiques à base de points de carbone dérivés de cheveux humains pourraient être utilisés pour certaines applications intérieures telles que les emballages intelligents.

Il a continué, "Ils pourraient également être utilisés lorsqu'une petite source lumineuse est requise, comme dans des panneaux ou des bandes intelligentes, et pourraient être utilisés dans des dispositifs médicaux en raison de la non-toxicité du matériau."

doctorat L'étudiant Amandeep Singh Pannu a déclaré depuis le début de sa recherche doctorale qu'il avait été très désireux d'utiliser les déchets et de les transformer en un matériau précieux.

Le professeur Sonar a déclaré qu'il pourrait y avoir de nombreuses utilisations pour les petits écrans OLED flexibles et bon marché sur les appareils de l'Internet des objets (IoT).

Un exemple hypothétique est une bouteille de lait intelligente, avec un capteur intégré à l'intérieur pour donner une mise à jour en temps réel de l'expiration du lait, avec cette information affichée sur un écran à l'extérieur.

Le professeur Sonar a expliqué que la raison pour laquelle les chercheurs ont choisi les cheveux pour extraire les points de carbone, plutôt qu'autre chose, était que les cheveux étaient une source naturelle de carbone et d'azote, qui sont des éléments clés pour obtenir des particules électroluminescentes. Un autre facteur était que trouver une utilisation pratique pour les cheveux perdus pourrait les empêcher de finir en décharge.

Les cheveux humains sont constitués de protéines (polymères d'acides aminés) dont la kératine, qui se décompose lors d'un chauffage contrôlé. Le matériau restant après le chauffage contient à la fois du carbone et de l'azote dans sa structure moléculaire, ce qui lui confère des propriétés électroniques avantageuses.

Le professeur Sonar a déclaré que les nanopoints de carbone produits à partir de cheveux humains ne brillaient pas suffisamment pour pouvoir être utilisés dans des écrans de télévision, mais pourraient être utilisés dans une gamme d'écrans flexibles allant des appareils portables aux emballages intelligents.

"Nous avons prouvé que cela fonctionne pour les cheveux humains. Nous sommes maintenant intéressés si nous pouvions obtenir les mêmes résultats avec des poils d'animaux, " a déclaré le professeur Sonar

« Peut-être pourrions-nous produire des OLED flexibles en utilisant de petits brins de laine de mouton ou des restes de poils de chien provenant de salons de toilettage pour animaux de compagnie. »

Singh poursuivra ses travaux de recherche dans cette direction sous la direction du professeur Ostrikov et de Sonar pour explorer davantage d'opportunités d'utilisation de ces nanostructures de carbone pour l'électronique future et les nanosciences sous-jacentes.

Professeur Sonar, Professeur Ostrikov, et l'équipe de chercheurs, dont M. Singh, et en collaboration avec le professeur Qin Li de l'Université Griffith, ont également publié d'autres recherches dans la revue Matériaux et technologies durables on how carbon dots made from human hair could also be used to develop a sensor that can perform real-time monitoring of chloroform levels in water treatment systems.

Chloroform is one of the by-products when chlorine is used for water disinfection. The World Health Organization (WHO) has set a safe limit of chloroform of less than 300 parts per billion in drinking water.

Professor Sonar said the research had found the carbon dots made from human hair responded to the presence of chloroform with high sensitivity and selectivity.

"The creation of valuable material from human hair waste that has potential uses in both display and sensing opens up an opportunity towards a circular economy and sustainable material technology, " il a dit.