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Los puntos cuánticos han estado a la vanguardia de la innovación de pantallas en la última década, entregando algunas de las reproducciones de color más precisas entre los materiales existentes.  “La tecnología QLED de Samsung jugó un papel crucial para llevar los puntos cuánticos al nivel de reconocimiento necesario para el Premio Nobel de Química.” — Taeghwan Hyeon, Universidad Nacional de Seúl Los puntos cuánticos han estado a la vanguardia de la innovación de pantallas en la última década, entregando algunas de las reproducciones de color más precisas entre los materiales existentes. En 2015, Samsung Electronics allanó el camino para la comercialización de puntos cuánticos con el lanzamiento de TV SUHD —, un avance que se movió más allá del uso de cadmio (Cd), un metal pesado tradicionalmente utilizado en la síntesis de puntos cuánticos, al presentar primero a los worldwide no-cadmio tecnología de puntos cuánticos. El mundo académico se dio cuenta. La comercialización exitosa de TV de punto cuántico sin cadmio no solo estableció una nueva dirección para la investigación y el desarrollo, sino que también jugó un papel fundamental en la adjudicación del 2023 Premio Nobel de Química para el descubrimiento y síntesis de puntos cuánticos. Siguiendo Parte 1Samsung Newsroom descubre cómo Samsung ha contribuido a la academia a través de avances innovadores en innovación de materiales. ▲ (De la izquierda) Taeghwan Hyeon, Doh Chang Lee y Sanghyun Sohn Por qué el Cadmio fue el Punto de Partida para la Investigación de Puntos Cuánticos “Me impresionó mucho que Samsung lograra comercializar un producto de pantalla de puntos cuánticos sin cadmio.”  — Taeghwan Hyeon, Universidad Nacional de Seúl Los puntos cuánticos comenzaron a atraer el interés científico en la década de 1980 cuando Aleksey Yekimov, ex Científico Jefe de Nanocrystals Technology Inc., y Louis E. Brus, profesor emérito del Departamento de Química de la Universidad de Columbia, publicó sus investigaciones sobre el efecto de confinamiento cuántico y las propiedades ópticas dependientes del tamaño de los puntos cuánticos. Momentum aceleró en 1993 cuando Moungi Bawendi, profesor en el Departamento de Química del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), desarrolló un método confiable para sintetizar puntos cuánticos. En 2001, Taeghwan Hyeon, un distinguido profesor en el Departamento de Ingeniería Química y Biológica de la Universidad Nacional de Seúl (SNU), inventó el proceso de calentamiento “” una técnica para producir nanopartículas uniformes sin la necesidad de separación selectiva por tamaño. En 2004Hyeon publicó un método de producción escalable en la revista académica Nature Materials —, un descubrimiento ampliamente considerado como un posible cambio de juego en la industria. ▲ Taeghwan Hyeon Sin embargo, estos esfuerzos no condujeron inmediatamente a la comercialización. En ese momento, los puntos cuánticos dependían en gran medida del cadmio(Cd) como material central —, una sustancia conocida por ser dañina para los humanos y designada como material restringido bajo la Directiva de Restricción de Sustancias Peligrosas (RoHS) de la Unión Europea. “Actualmente, los únicos materiales capaces de producir puntos cuánticos de manera confiable son el seleniuro de cadmio (CdSe) y el fosfuro de indio (InP), explicó Hyeon. “Seleniuro de cadmio, el material de punto cuántico convencional, es un compuesto de elementos del grupo II y del grupo VI, mientras que el fosfuro de indio se forma a partir de elementos del grupo III y del grupo V. Sintetizar puntos cuánticos de los elementos del grupo II y VI es relativamente sencillo, pero combinar los elementos del grupo III y V es químicamente mucho más complejo ▲ Una comparación de puntos cuánticos basados en cadmio con enlaces iónicos y puntos cuánticos basados en indio con enlaces covalentes El cadmio, un elemento con dos electrones de valencia, forma fuertes enlaces iónicos1 con elementos como selenio (Se), azufre (S) y telurio (Te) — cada uno de los cuales tiene seis electrones de valencia. Estas combinaciones dan como resultado semiconductores estables, conocidos como semiconductores II–VI, materiales que durante mucho tiempo se han visto favorecidos en la investigación por su capacidad para producir nanocristales de alta calidad incluso a temperaturas relativamente bajas. Como resultado, el uso de cadmio en la síntesis de puntos cuánticos se consideró un estándar académico durante muchos años. En contraste, el indio (In) — es una alternativa al cadmio con tres electrones de valencia — forma enlaces covalentes2 con elementos como el fósforo (P), que tiene cinco electrones de valencia. Los enlaces covalentes son generalmente menos estables que los enlaces iónicos y tienen una naturaleza direccional, lo que aumenta la probabilidad de defectos durante la síntesis de nanocristales. Estas características han hecho del indio un material desafiante para trabajar tanto en investigación como en producción en masa. “Es difícil lograr una alta cristalinidad en puntos cuánticos hechos de fosfuro de indio, señaló” Lee. “Se requiere un proceso de síntesis complejo y exigente para cumplir con los estándares de calidad necesarios para la comercialización Sin compromiso – Del Avance a la Producción en Masa “Simplemente no hay espacio para el compromiso cuando se trata de la seguridad del consumidor.” — Sanghyun Sohn, Samsung Electronics Samsung, sin embargo, adoptó un enfoque diferente. “Habíamos estado investigando y desarrollando tecnología de puntos cuánticos desde 2001,” dijo Sanghyun Sohn, Jefe de Advanced Display Lab, Visual Display (VD) Business en Samsung Electronics. “Pero desde el principio, determinamos que el cadmio — que es dañino para el cuerpo humano — no era adecuado para la comercialización. Mientras que las regulaciones en algunos países permiten técnicamente hasta 100 partes por millón (ppm) de cadmio en productos electrónicos, Samsung adoptó una política de cero cadmio desde el principio. Sin cadmio, sin compromiso — esa fue nuestra estrategia. Simplemente no hay espacio para el compromiso cuando se trata de la seguridad del consumidor.” ▲ Sanghyun Sohn El compromiso de larga data de Samsung con su principio de “No Compromise on Safety” llegó a la vanguardia en 2014 cuando la compañía desarrolló con éxito el primer material de puntos cuánticos sin cadmio de la comunidad mundial. Para garantizar la durabilidad y la calidad de la imagen, Samsung introdujo una tecnología de recubrimiento protector de triple capa que protege las nanopartículas de fosfuro de indio de factores externos