Les nanocristaux semi-conducteurs appelés points quantiques (QD) sont de plus en plus utilisés comme matériaux photoluminescents en bio-imagerie, photonique, et applications optoélectroniques. Cependant, ces QD doivent avoir des propriétés de photoluminescence stables pour être utilisées dans ces applications. La stabilité de la photoluminescence des QD est obtenue en modifiant chimiquement la surface des QD.

Cependant, la modification chimique de la surface nécessite généralement de grandes quantités de solvants organiques nocifs pour l'environnement. Pour résoudre ce problème, de nombreux chercheurs ont tenté de synthétiser des composites polymère-nanoparticules en utilisant une technologie à base de fluide supercritique (SCF). Le CO2 supercritique est devenu le milieu SCF le plus étudié, parce qu'il est facilement disponible, peu coûteux, ininflammable, et sans danger pour l'environnement.

Chercheurs de Toyohashi Tech en coopération avec des chercheurs de l'Institut national de technologie, Le Kurume College a étudié la formation de matériaux nanostructurés à l'aide de CO2 supercritique. Ils ont démontré la formation de nanoparticules composites de QD de ZnO luminescent et de polymère par polymérisation en dispersion dans du CO2 supercritique. En raison de la modification de surface assistée par CO2 supercritique des QDs, les QD étaient bien dispersés dans la matrice polymère et présentaient une luminescence élevée.

"Malheureusement, les propriétés de photoluminescence des QD luminescents vierges ont été trempées dans du CO2 supercritique. La structure de surface des QD a été détruite par le CO2 supercritique", explique le professeur agrégé Kiyoshi Matsuyama à l'Institut national de technologie, Collège Kurume, "Nous avons découvert que la trempe des QD de ZnO pouvait être empêchée par un revêtement avec de la silice pour obtenir des QD composites PMMA-ZnO avec une luminescence élevée en utilisant une modification de surface assistée par CO2 supercritique avec un polymère."

Nos recherches montrent que le procédé assisté par fluide supercritique offre une voie sans danger pour l'environnement pour la production de matériaux luminescents stabilisés.