버려지는 왕겨로 퀀텀닷 디스플레이 소재 만든다

일 연구진, "왕겨에서 추출한 고순도 실리콘으로 친환경 QD LED 구현"

벼의 겉껍질 왕겨로 퀀텀닷 디스플레이 소재를 만드는 친환경 기술이 나왔다. 

일본 히로시마대학 연구진은 왕겨를 가공, 3㎚ 크기의 고순도 실리콘 양자점(QD)을 만들었다고 밝혔다. 이 연구 결과는 최근 학술지 'ACS 서스테이너블 케미스트리 & 엔지니어링 (ACS Sustainable Chemistry & Engineering)에 실렸다.

(자료=ACS)

왕겨는 벼를 쌀로 만드는 도정 과정의 부산물로 세계적으로 연간 1억 톤이 쏟아져 나온다. 쌀알은 전체 무게의 20%가 이산화규소(SiO₂)일 정도로 실리콘을 풍부하게 함유하고 있으며 각종 산업과 생활용품에 쓰일 수 있는 친환경 소재로 주목받고 있다.   

왕겨에서 추출한 실리콘 소재를 양자점 소재로 활용, 카드뮴과 납 등 유해 중금속을 원료로 하는 기존 양자점의 환경 문제 해결에 기여할 수 있을 것으로 연구진은 기대했다. 

연구진은 왕겨에서 이산화규소 파우더를 얻은 후 전기적·화학적 처리를 가해 안정적이고 용매에 잘 녹는 3㎚ 크기의 실리콘 입자를 얻었다. 이 입자는 20% 이상의 높은 효율로 주황색과 붉은색 범위의 빛을 내는 양자점으로 작동했다. 연구진은 이 양자점을 활용한 LED를 만들었다.     

연구진은 앞으로 실리콘 양자점의 발광 효율을 높이고, 주황 및 적색 외의 다른 색을 내게 하는 기술을 연구할 계획이다. 또 사탕수수나 밀, 보리 등 규사를 함유한 다른 식물에도 같은 방법론을 적용하는 연구를 추진한다.