从人类头发废弃物中创造出有价值的柔性OLED

大家都知道，人类头发属于蛋白质，但是你有了解过废弃的头发也可以去完成科学研究，将人类毛发转化为高发光碳纳米材料，并被进一步制造成柔性发光器件，是不是很神奇呢?

来自昆士兰科技大学和格里菲斯大学的研究人员开发出了一种将头发丝变成碳纳米点的方法，这些碳纳米点是百万分之一毫米的微小均匀的点。为了生产碳纳米点，他们开发了一个两步过程，包括分解毛发，然后在240摄氏度的温度下燃烧它们。

昆士兰科技大学材料科学中心的首席研究员Ken(Kostya)Ostrikov教授和Prashant Sonar副教授说，发表在《Advanced Materials》杂志上的这项研究是将人类毛发转化为高发光碳纳米材料的第一个实例，并被进一步制造成柔性发光器件。

经过处理的纳米点被均匀地分散在聚合物中，然后让其自组装形成 "纳米岛"，或纳米点的小群。岛屿的形成保留了材料在固态下的发射，这对于将任何纳米材料整合到设备中是必须的。

这些纳米岛被用作有机发光二极管(OLED)器件中的活性层。当适度的电压，大约相当于两三节铅笔电池，被施加到设备上时，设备就会亮起蓝色。

Sonar教授说："人类毛发衍生的碳点基有机发光器件可以用于一些室内应用，如智能包装。它们还可以用于需要小光源的地方，如标牌或智能带中，并且由于材料的无毒性，可以用于医疗设备。"

博士生Amandeep Singh Pannu表示，从博士研究开始，他就非常想利用废物，将其变成有价值的材料。Sonar教授说，小型和廉价的柔性OLED显示器在物联网(IoT)设备上可能有很多用途。

一个假设的例子是一个智能牛奶瓶，里面内置一个传感器，可以实时更新牛奶的到期时间，并将这些信息显示在外面的屏幕上。

Sonar教授说，研究人员之所以选择头发来提取碳点，而不是其他东西，是因为头发是碳和氮的天然来源，而碳和氮是获得发光粒子的关键元素。另一个因素是，为废弃毛发找到一个实际用途，可以避免其最终被填埋。

人的头发是由包括角蛋白在内的蛋白质(氨基酸的聚合物)组成的，在受控的加热下会分解。加热后剩余的材料在其分子结构中同时嵌入了碳和氮，这使其具有有利的电子特性。

索纳教授表示，从人类头发中产生的碳纳米点并没有足够的亮度，无法用于电视屏幕，但可以用于从可穿戴设备到智能包装的一系列柔性屏幕。

"我们已经证明了它对人类头发是有效的。我们现在感兴趣的是，我们是否能从动物毛发中获得同样的结果。"Sonar教授说。"也许我们可以利用羊身上的小股羊毛或宠物美容院剩下的狗毛来生产柔性OLED。"

Singh将在Ostrikov教授和Sonar教授的带领下继续这一方向的研究工作，探索更多的机会，将这些碳纳米结构用于未来的电子学和基础纳米科学。

该研究团队，还与格里菲斯大学的Qin Li教授合作，在《Sustainable Materials and Technologies》杂志上发表了进一步的研究报告，研究如何将人类头发制成的碳点也用于开发一种能够对水处理系统中氯仿水平进行实时监测的传感器。

氯仿是氯用于水消毒时的副产品之一。世界卫生组织(WHO)规定，饮用水中氯仿的安全限量为十亿分之300以下。

Sonar教授说，研究发现，用人类头发制成的碳点对氯仿的存在具有很高的敏感性和选择性。

"从人类头发废弃物中创造出有价值的材料，在显示和传感方面都有潜在用途，这为实现循环经济和可持续材料技术提供了机会。"他说。

论文标题为《BiowasteDerived, SelfOrganized Arrays of HighPerformance 2D Carbon Emitters for Organic LightEmitting Diodes》。