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来自犹他大学的研究团队最近开发了一种方法，可利用食物垃圾合成LED量子点。AZoOptics与该团队的带领人，Prashant K Sarswat教授讨论了这种突破背后的技术、量子点产品和LED的未来。

JW：首先，您能告诉我们的读者关于你在犹他大学的研究，以及为什么你觉得这样的研究是非常重要的吗？

PKS：我在犹他大学的研究主要集中于一些领域过程中应用的电学和光学材料，这些领域包括太阳能电池、LED、太阳能制氢和传感器科技等。我的大多数研究的目标是寻找低成本和创新的解决方案。最近我的团队开发除了一种可用食物垃圾持续生产LED的方法，和传统重金属LED相比，这种方法没有环境副作用。我们的方法生产的碳量子点可用于LED。

LED本身就是耐用、高效、持久的光源，但我们需要降低其生产成本。我同时也在使用太阳能驱动光电化学分解水实验，可用于进行光伏太阳能和氢能的研究。这就是两个关于清洁技术用于生产环境友好型能量的例子。

JW：为什么会想到将其用于LED，而不是用于白炽灯和荧光灯？它们如何可以操作起来更有效率？

PKS：我认为LED本身的性能、可用于生活以及固体性质非常关键。LED科技和白炽灯和荧光灯的发光原理不一样，因为其背后的物理原理也不同。白炽灯泡采用的是电阻丝，可以将电能转换为光子。大多数这些灯泡的寿命很短。而荧光灯是在玻璃壳体的内壁有荧光体涂层，并在通电情况下会产生电离气体来发光。荧光灯泡的使用寿命比白炽灯要长。LED灯的工作原理就是电致发光。电致发光可以被理解为从在电场影响下半导体发出的光。很多最近的研究报告指出，碳量子点可以显示不同颜色的光，同时也有一个高的显色指数，因为是LED的理想材料。

JW：为什么需要在LED中使用量子点？它们的什么行为使得它们的性能比传统LED更优越？

PKS：量子点掺杂LED（QDLED）是LED大家庭的新成员。量子点提供尺寸相关的发光颜色，即在电场的影响下，量子点晶体的尺寸会决定发射光的波长。由于可以选择特定波长的光，这个关系使得显示颜色质量可以受到更多的控制。使用量子点掺杂的LED具有的优点是：发射波长的可调性，高的色纯度、良好的耐用性和柔韧性。色域的改进是QDLED研究的驱动因素之一。

JW：制造量子点和碳量子点的传统方法是什么？

PKS：制造量子点的方法包括胶体、电化学和等离子体辅助合成的方法等。在大多数情况下，碳量子点的形成涉及含有碳的材料的快速凝聚。这种碳材料本身是通过热解、分解、微波处理或小的有机分子的水热处理形成。

JW：您能详细介绍一下如何从食物垃圾中制造碳量子点吗？

PKS：从废弃食物中制造碳量子点和通过其他碳源，采用溶剂热法制造碳量子点的方法没有太大区别。在我们这种情况下，我们需要采取几步来完成，包括废物的分拣和清洁、尺寸的减小等。

JW：在您的出版物中，您提到，软饮料废是制造碳量子点的理想原材料，为什么？

PKS：软饮废料包含溶解形式的碳的前驱体。当它们溶解的时候，生产过程就变得更加简单。在这种情况下，一些问题例如过滤、分类和清洁都不再是问题。

JW：你觉得这种碳量子点型LED在哪些方面有很好的应用前景？

PKS：这是一种新技术，我们需要和市场上的LED进行对比。这样的对比可以让我们对其应用前景有更好的判断。

JW：您的碳量子点型LED和传统的重金属形式的LED具有相同的性能吗？通过您的方法可能达到一个新的高度吗？

PKS：目前硒化镉为基础的显示技术已经发展的很好了，而碳量子点是一类相对较新的发光材料。因此目前还很难说，经过更长时间的研究以后或许有更好的结论。通过碳量子点，研究人员已经获得了三种基础颜色，这意味着通过我们的方法获得宽的显色范围将不再是挑战。

JW：你能预见这种LED可以在工业规模上进行生产吗？

PKS：我想现在就预测时机还不成熟。然而，该领域的研究方法正在成长，我认为这种研究成果最终会实现商业化。

JW：您的研究团队在该领域有更多的研究吗？您的读者可以在哪里找到这些研究？

PKS：我们正在通过多种方法来提高这种技术。读者可以可以在我们学院的网页上找到更多信息。

Prashant K. Sarswat教授是犹他大学冶金工程学院的研究助理教授，其主要研究领域包括光伏材料和电子材料加工。