Группа ученых из DGIST под руководством профессоров Ян Чжи-Уна и Ин Су-Ила совместно с доктором Ан Хён-Джу из Пхоханского ускорительного центра разгадала принцип синтеза безопасных для человека квантовых точек. Это открытие позволило создать технологию производства водорода с помощью солнечного света, которая работает эффективнее аналогов.

Результаты опубликованы в издании Advanced Science.

Квантовые точки — это крошечные частицы полупроводников размером в несколько нанометров. Они хорошо поглощают и излучают свет, поэтому их используют в дисплеях, солнечных батареях и датчиках. Проблема в том, что большинство таких точек содержат токсичные тяжелые металлы — кадмий и свинец.

Ученые сосредоточились на безопасных квантовых точках из меди, индия и серы (CuInS₂). Их сложно синтезировать, потому что в реакции участвуют сразу три элемента. Команда применила рентгеновский анализ в реальном времени и выяснила, как именно формируются эти частицы. Это помогло разработать метод, который позволяет точно контролировать их размер и структуру.

На основе этой технологии создали устройство для расщепления воды на водород и кислород под действием света. Оно показало рекордную эффективность среди всех экологичных аналогов.

Теперь мы понимаем, как синтезировать безопасные квантовые точки с нужными свойствами, — говорит профессор Ян Чжи-Ун. — Их можно применять не только для получения водорода, но и в дисплеях, датчиках и солнечных элементах.

Этот прорыв может ускорить переход на «зеленый» водород — его производство без вредных выбросов станет дешевле. Если технологию масштабировать, она снизит зависимость от ископаемого топлива.

Также безопасные квантовые точки заменят токсичные в потребительской электронике: представьте гибкие экраны без свинца или солнечные батареи, которые можно перерабатывать без риска для здоровья.

Исследование не учитывает стоимость материалов: индий — редкий и дорогой металл. Для массового производства придется либо найти альтернативу, либо удешевить процесс.

Ранее российские ученые вывели квантовую томографию на новый уровень.