۲۰ فروردین ۱۴۰۳
یازدهمین کنفرانس nanotox۲۰۲۴ در ایتالیا
۲۲ اسفند ۱۴۰۲
۲۸ بهمن ۱۳۹۳
اوایل این هفته، گزارشی با عنوان "آینده بسیار روشن است، آینده تلویزیون، تلویزیون های QD است" منتشر شد. براساس گزارش سالانه CES، این فناوری راهی بهینه و ارزان قیمت برای تولید نسل آینده نمایشگرها است.
در این نمایشگرها، QDها از مواد و فناوری هایی مانند نانوذرات مهندسی شده و فلز سنگین کادمیم استفاده می کند که چالش های زیست محیطی و سلامتی را به دنبال دارد. آیا تصاویر خیره کننده این فناوری، محققین را به سوی چالش های جدید پیرامون سلامتی و محیط زیست سوق می دهد یا مزایای آن نسبت به معایب آن برتری خواهد یافت؟
پاسخ این سوال بلی یا خیر نیست
QDها یکی از محصولات نوظهور فناوری نانو هستند که از نانوذرات نیمه هادی (اغلب کادمیم سلنید) تشکیل شده اند. این ذرات حدود ۲۰۰۰ تا ۲۰۰۰۰ مرتبه کوچک تر از قطر یک موی انسان هستند که برای جذب نور تک رنگ و انتشار آن در قالب رنگی دیگر به صورت فلورسنس طراحی شده اند. همین ویژگی، آن ها را برای استفاده در محصولاتی مانند تبلت ها و تلویزیون هایی که نیاز به نورهای پس زمینه یکنواخت، روشن و سفید دارند، مناسب ساخته است.
مواد شیمیایی دیگری مانند فسفر که فلورسنت هستند نیز در محصولات مصرفی استفاده می شوند. آن چه QD را منحصر به فرد ساخته، اینست که رنگ روشن ساطع شده از آن می تواند با یک تغییر ساده در اندازه ذرات، تغییر یابد و از آنجایی که این تغییر رنگ یک پدیده فیزیکی است، QDها نسبت به جایگزین های شیمیایی خود از نظر روشنایی، رنگ و دوام بهتر هستند.
متاسفانه، فلز سنگین کادمیم مورداستفاده در تولید بسیاری از QDها، یک خطر برای محیط زیست و سلامتی افراد محسوب می شود. براساس بخشنامه محدودیت اروپا در استفاده از مواد خطرناک، استفاده از این فلز در تجهیزات الکترونیکی با محدودیت روبروست. آژانس بین المللی تحقیقات سرطان، کادمیم و مواد متشکل از آن را به عنوان مواد سرطانزا برای انسان برشمرده است.
تاثیرات نانوذرات مهندسی شده ای مانند QDها روی سلامت و محیط زیستی ، باعث افزایش نگرانی های سم شناسان شدهاست. تحقیقات نشان داده اند که ویژگی های سطح، اندازه و شکل برخی از ذرات، روی میزان آسیب بر روی محیط زیست و سلامتی انسان تاثیر دارد، به طوری که ذرات کوچک تر، سمی تر از جایگزین های بزرگ تر آن ها هستند. بنابراین استفاده از این مواد، نیاز به تحقیقات علمی بیشتری داردو باید برای استفاده از این تکنولوژی احتیاط بیشتری به کار بست.
ظروف QDهای تولیدی رنگ های با وضوح بالا از بنفش تا قرمز
QDهای پشت شیشه
از QDها اغلب در صفحات تلویزیونی استفاده می شود که معمولا در پشت لایه های متعدد شیشه و پلاستیک محصور شده اند. بنابراین احتمال درمعرض قرارگرفتن مصرف کننده با آن ها در حالت عادی بسیار کم است. شرایط هنگام ساخت، متفاوت است، به طوری که احتمال درمعرض قرارگرفتن افراد با نانوذرات وجود دارد. این اتفاقات باعث شده است آژانس هایی مانند موسسه ملی ایمنی و بهداشت حرفه ای ایالات متحده نگاهی دقیق تر به ایمنی در هنگام کار با نانوذرات داشته باشند. از آن جایی که خطرات بالقوه استفاده از این مواد قابل چشم پوشی نیست، شیوه صحیح کارکردن در کاهش یا حذف درمعرض قرارگرفتن بسیار موثر است.
نگرانی هایی نیز در رابطه با حضور همیشگی این مواد در محل زندگی انسان وجود دارد. حتی اگر نانوذرات به صورت پایدار و محکم روی صفحه نمایش تلویزیون قرار گیرند (در حالی که شامل مواد سمی از جمله کادمیم هستند) به راحتی می توانند وارد محیط شوند. کادمیم روی سلامتی و محیط زیست (باتوجه به بازیابی ضعیف آن) اثر نامطلوب می گذارد. با این حال، اگر از روش های مناسب استفاده شود، می توان از رویارویی با آن صرف نظر کرد.
این نگرانی ها مانع کاربرد QDها در لوازم الکترونیکی مصرفی می شود. اما این ذرات کوچک دارای مزایای زیست محیطی نیز هستند.
نانوکریستال های کادمیم سلنید روی یک سطح سیلیکونی. هر شش وجهی، ۴۵ میکرون طول دارد
اما نقاط روشنی هم وجود دارند.
تلویزیون های QD تا ۲۰% مصرف انرژی کم تری نسبت به تلویزیون های با صفحه نمایش LED دارند و به این علت از مقدار کمتری مواد سایع کننده نور استفاده میشود(کم تر از یک میلی گرم کادمیم در برخی مدل ها) ، ممکن است باعث کاهش کلی مقدار مواد سمی استفاده شده شوند.
استفاده کمتر از مواد و انرژی منجر به کاهش تاثیرات روی محیط زیست و سلامت افراد می شود، اما آیا برای توجیه استفاده از این مواد سمی، این دلیل کفایت میکند؟
شرکت QD نیز با این سوال دست وپنجه نرم می کند. به طوری که در توسعه استفاده از QDها برای محصولاتی از قبیل تلویزیون QD شرکت سونی، از رویکردی که توجه به اثرات زیست محیطی و سلامتی افراد بود، بهره گرفت و نهایتا در سال ۲۰۱۴ جایزه شیمی سبز چالش ریاست جمهوری را از سازمان حفاظت محیط¬زیست آمریکا (EPA) دریافت کرد.
هنگام تولید باید موارد ایمنی رعایت شود
با اینکه بر خلاف انتظار است اما آنالیزی که توسط این شرکت صورت گرفت، نشان داد این تکنولوژی در مقایسه با تلویزیون های معمولی منجر به کاهش انتشار کادمیم شدهاست. این ماده یکی از آلاینده های نشر شده از نیروگاه های برق با سوخت زغال سنگ نیز هست. ازآن جایی که تلویریون هایی که از QD استفاده می کنند به نسبت رقبای غیرکوانتومی خود انرژی کمتری مصرف می کنند، مجموع کادمیم های منتشر شده از تلویزیون های دارای QD و نیروگاه ها تولید برق، کم تر از میزانی است که در اثر استفاده در صفحات نمایش تلویزیون های مسطح معمولی آزاد می شود.
به بیان دیگر، استفاده از کادمیم در QDها برای تولید صفحات نمایش با مصرف انرژی پایین تر، می تواند منجر به کاهش نشر کادمیم شود. این یک ترفند از طرف شرکت سونی است و از طرفی خطرهای بی توجهی به مشکلات جانبی و نتیجه گیری بدون درنظرگرفتن کل مسئله را بیان می کند. البته این مسائل بیشتر به میزان تعهد افراد مخترع به حفظ محیط زیست و سلامتی انسانها بستگی دارد.
با به کارگیری روش های هوشمندانه در برقراری تعادل بین مزایا و معایب این فناوری، نیازی به توقف استفاده از آن وجود ندارد.
منبع: مصاحبه با اندرو ماینارد، مدیر مرکز علوم خطر در دانشگاه میشیگان