Vědec, který je autorem více než 140 patentů, odhaluje přírodní princip, který pomáhá vytvářet OLED

(Dan Tri) - Od fotosyntézy po kvantové senzory, cesta organických polovodičů ukazuje, jak příroda inspiruje technologický pokrok.

Profesor Sir Richard Henry Friend, předseda rady ceny VinFuture, absolvoval akademickou výměnu se studenty Hanojské univerzity vědy a techniky v rámci vědeckého workshopu „Inovace a organické polovodiče“.

Zde se s námi podělí o svou více než třicetiletou cestu výzkumu organické elektroniky a o to, proč tento obor otevírá nový směr pro materiálovou vědu.

Profesor Sir Richard Henry Friend se dělí se studenty Hanojské univerzity vědy a techniky (Foto: Media Center).

Cesta objevu organických polovodičů

Na začátku své přednášky profesor Friend zmínil svou desetiletí trvající výzkumnou cestu s organickými polovodiči. Zdůraznil, že věda je vždy obor plný překvapení a nikdy nekončí u několika stránek učebnice.

„Svět vědy je vždy plný překvapení. Někdy si při čtení učebnic myslíte, že už je všechno vyřešeno, ale ve skutečnosti je to jen fikce. Když vstoupíte do laboratoře, uvidíte, že se stále existuje nespočet věcí, které se je třeba naučit,“ sdělil profesor.

Podle profesora Frienda byl jedním z důležitých milníků článek publikovaný před 35 lety v časopise Nature, který položil základy pro oblast organických světelných diod.

Z tohoto základu výzkumné skupiny po celém světě postupně proměnily myšlenku využití organických molekul jako zdrojů světla v technologii OLED obrazovek, která se dnes objevuje v nespočtu chytrých telefonů a televizorů.

„Když zapnete chytrý telefon, světlo, které vidíte, pochází z malých diod, které nejsou vyrobeny z křemíku nebo galia, ale z organických molekul. To bylo velké překvapení, protože organické molekuly obvykle nepovažujeme za polovodiče,“ vysvětluje.

Profesor Friend se na základě svých pozorování života vztahoval k přírodě. Listy jsou zelené, protože absorbují sluneční záření a přeměňují ho na chemickou energii. Při fotosyntéze, když je foton absorbován, je elektron odstraněn ze své původní polohy a vznikne díra.

Podle něj se jedná o prototyp elektronického zařízení, nejmenší solární článek v přírodě.

V technické diskusi profesor Friend seznámil studenty se strukturou organických tranzistorů a konceptem tranzistorů emitujících světlo. Toto zařízení umožňuje současné vstřikování kladných a záporných nábojů do kanálu, kde se setkávají a vytvářejí excitovaný stav a emitují světlo.

Experimentální výsledky ukazují, že elektrony a díry se v organických polovodičích mohou pohybovat na určité vzdálenosti, které jsou dostatečné pro stavbu skutečných elektronických součástek.

Učení se od rostlin k vývoji organických solárních článků

Velký počet studentů z Hanojské univerzity vědy a techniky si vyslechl přednášku světového vědce (Foto: Media Center).

Profesor Friend vedl studenty od přirozené fotosyntézy k další oblasti použití: organickým solárním článkům. Popsal, jak zelené rostliny zachycují světlo pomocí molekulárních anténních systémů, přenášejí energii do reakčního centra a poté oddělují náboje.

Vědci simulují tento princip pomocí objemové heterojunkční struktury. V ní jsou smíchány dva typy materiálů, jeden, který rád přijímá elektrony, a druhý, který rád přijímá díry. Toto proplétání vytváří četné hranice, což usnadňuje oddělení nábojů.

Díky této materiálové strategii se účinnost organických solárních článků v posledních 10 letech rapidně zvýšila. Podle profesora Frienda nyní organické bateriové systémy dosáhly více než 20 %, čímž se blíží účinnosti komerčních křemíkových článků.

Výhodami této technologie jsou nízké náklady na materiál, možnost tisku na velké plochy a potenciál pro výrobu flexibilních panelů, které lze montovat na různé povrchy.

Nové směry od materiálů s volnými radikály a kvantových senzorů

V posledních letech se skupina profesora Frienda zaměřila na nový přístup ke snižování energetických ztrát způsobených tripletovým stavem.

Pracovali s volnými radikály, což jsou molekuly s nepravidelným spinem. Místo toho, aby nechali volné radikály reagovat a destabilizovat se, tým našel způsob, jak je stabilizovat v krystalové mřížce.

Další zajímavý objev pochází z molekulárních systémů se dvěma spiny, nazývaných biradikály. Tým prokázal, že i velmi malé magnetické pole může významně změnit barvu nebo intenzitu emitovaného světla.

Profesor Friend to považuje za vzácný kvantový jev, který lze využít za jednoduchých experimentálních podmínek.

Podle něj tento jev otevírá perspektivy pro nové biosenzory. S pouhým typem fluorescenčního barviva, které je citlivé na magnetická pole ve velmi malém měřítku, mohou vědci s vyšší přesností monitorovat procesy v biologických vzorcích, a tím podporovat lékařskou diagnózu.

Příležitosti pro inovační ekosystém ve Vietnamu

Kromě profesora Frienda se workshopu zúčastnil také Dr. Jayshree Seth, vědec ze společnosti 3M Corporation a člen předběžného výboru ceny VinFuture. Skutečnost, že světově uznávaní vědci přímo komunikují se studenty, je považována za cennou příležitost pro mladou výzkumnou komunitu.

Dr. Jayshree Seth se domnívá, že vědci musí pomoci veřejnosti vidět, že věda je přítomna v každém aspektu života (Foto: Media Center).

Docent Huynh Dang Chinh, viceprezident Hanojské univerzity vědy a techniky, zdůraznil význam akce, jelikož přispívá k podpoře výzkumného a inovačního ekosystému školy i Vietnamu.

„Škola doufá, že takové akademické výměny inspirují studenty k novým vědeckým ambicím a zároveň otevřou možnosti spolupráce mezi výzkumnými skupinami polytechniky a domácími i zahraničními partnery,“ zdůraznil pan Chinh.

Úvodní projev pronesl docent Huynh Dang Chinh, viceprezident Hanojské univerzity vědy a techniky (Foto: Mediální centrum).

Tyto příběhy z první ruky od vědce světové úrovně o jeho cestě z laboratoře do každodenní techniky ukazují, že materiálová věda není vzdáleným oborem. Věda má stále co objevovat a každá generace mladých výzkumníků má příležitost vytvářet nové oblouky pro budoucnost.

Týden vědy a techniky VinFuture 2025, který se koná od 2. do 6. prosince v Hanoji.

S tématem „Společně rosteme – Společně prosperujeme“ letošní série každoročních mezinárodních akcí nadále potvrzuje poslání VinFuture v propojování znalostí, probouzí touhu sloužit a posiluje postavení Vietnamu jako centra pro podporu vědy a inovací ve světě.

Týden zahrnuje 7 hlavních aktivit: inspirativní projevy, diskuzi Věda pro život; sérii dialogů o budoucím průzkumu VinFuture; výstavu „Dotek vědy“, slavnostní předávání cen VinFuture; výměnu názorů s vítězi cen VinFuture 2025; VinUni - Fórum leadershipu: Konferenci o inovacích ve vysokoškolském vzdělávání.

Vrcholem akce bylo slavnostní předávání cen VinFuture 2025, které se konalo večer 5. prosince v divadle Hoan Kiem (Hanoj). Jedná se o událost, která oceňuje vynikající vědecké práce, jež měly pozitivní a udržitelný dopad na miliony, ba dokonce miliardy lidí po celém světě.

Letos bude cena udělena dílům, která přinášejí lidstvu hodnotu hesla „Společně rosteme – Společně prosperujeme“, jak je stanoveno v tématu, a potvrzují tak poslání VinFuture ctít inteligenci, šířit lidskost a sloužit životu.

Zdroj: https://dantri.com.vn/cong-nghe/hoc-gia-hon-140-bang-sang-che-tiet-lo-nguyen-ly-tu-nhien-giup-tao-ra-oled-20251205120221454.htm