Μελετητής περισσότερων από 140 διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας αποκαλύπτει φυσική αρχή που βοηθά στη δημιουργία OLED

(Νταν Τρι) - Από τη φωτοσύνθεση έως τους κβαντικούς αισθητήρες, το ταξίδι των οργανικών ημιαγωγών δείχνει πώς η φύση εμπνέει την τεχνολογική πρόοδο.

Ο καθηγητής Sir Richard Henry Friend, Πρόεδρος του Συμβουλίου του Βραβείου VinFuture, είχε ακαδημαϊκή ανταλλαγή με φοιτητές του Πανεπιστημίου Επιστήμης και Τεχνολογίας του Ανόι στο πλαίσιο του επιστημονικού εργαστηρίου «Καινοτομία και Οργανικοί Ημιαγωγοί».

Εδώ, μοιράζεται το ταξίδι του, που διαρκεί περισσότερες από τρεις δεκαετίες έρευνας στην οργανική ηλεκτρονική, και γιατί αυτός ο τομέας ανοίγει μια νέα κατεύθυνση για την επιστήμη των υλικών.

Ο καθηγητής Σερ Ρίτσαρντ Χένρι Φρεντ μοιράζεται πληροφορίες με φοιτητές του Πανεπιστημίου Επιστήμης και Τεχνολογίας του Ανόι (Φωτογραφία: Media Center).

Το ταξίδι της ανακάλυψης των οργανικών ημιαγωγών

Στην αρχή της ομιλίας του, ο καθηγητής Φρεντ αφηγήθηκε το δεκαετές ερευνητικό του ταξίδι με τους οργανικούς ημιαγωγούς. Τόνισε ότι η επιστήμη είναι πάντα ένας τομέας γεμάτος εκπλήξεις και δεν τελειώνει ποτέ με λίγες σελίδες ενός εγχειριδίου.

«Ο κόσμος της επιστήμης είναι πάντα γεμάτος εκπλήξεις. Μερικές φορές, όταν διαβάζεις σχολικά βιβλία, νομίζεις ότι όλα έχουν λυθεί, αλλά στην πραγματικότητα είναι απλώς μυθοπλασία. Όταν μπεις στο εργαστήριο, θα δεις ότι υπάρχουν ακόμα αμέτρητα πράγματα να μάθεις», μοιράστηκε ο καθηγητής.

Σύμφωνα με τον καθηγητή Φρεντ, ένα από τα σημαντικά ορόσημα ήταν η δημοσίευση πριν από 35 χρόνια στο περιοδικό Nature, η οποία έθεσε τα θεμέλια για τον τομέα των οργανικών διόδων εκπομπής φωτός.

Από αυτή τη βάση, ερευνητικές ομάδες σε όλο τον κόσμο έχουν σταδιακά μετατρέψει την ιδέα της χρήσης οργανικών μορίων ως πηγών φωτός σε τεχνολογία οθονών OLED που εμφανίζεται σε αμέτρητα smartphones και τηλεοράσεις σήμερα.

«Όταν ενεργοποιείτε το smartphone σας, το φως που βλέπετε προέρχεται από μικρές διόδους, όχι από πυρίτιο ή γάλλιο, αλλά από οργανικά μόρια. Αυτή ήταν μια μεγάλη έκπληξη, επειδή συνήθως δεν θεωρούμε τα οργανικά μόρια ημιαγωγούς», εξηγεί.

Από τις παρατηρήσεις του για τη ζωή, ο καθηγητής Φρεντ συσχετίστηκε με τη φύση. Τα φύλλα είναι πράσινα επειδή απορροφούν το ηλιακό φως και το μετατρέπουν σε χημική ενέργεια. Στη φωτοσύνθεση, όταν απορροφάται ένα φωτόνιο, ένα ηλεκτρόνιο αφαιρείται από την αρχική του θέση και μένει μια οπή.

Σύμφωνα με τον ίδιο, πρόκειται για το πρωτότυπο μιας ηλεκτρονικής συσκευής, το μικρότερο ηλιακό κύτταρο στη φύση.

Στην τεχνική συζήτηση, ο καθηγητής Friend εισήγαγε τους φοιτητές στη δομή των οργανικών τρανζίστορ και στην έννοια των τρανζίστορ εκπομπής φωτός. Αυτή η συσκευή επιτρέπει την ταυτόχρονη έγχυση θετικών και αρνητικών φορτίων στο κανάλι, όπου συναντώνται για να δημιουργήσουν μια διεγερμένη κατάσταση και να εκπέμψουν φως.

Πειραματικά αποτελέσματα καταδεικνύουν ότι τα ηλεκτρόνια και οι οπές μπορούν να κινηθούν σε ορισμένες αποστάσεις σε οργανικούς ημιαγωγούς, επαρκείς για την κατασκευή πραγματικών ηλεκτρονικών εξαρτημάτων.

Μαθαίνοντας από τα φυτά για την ανάπτυξη οργανικών ηλιακών κυψελών

Ένας μεγάλος αριθμός φοιτητών από το Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας του Ανόι παρακολούθησε την ομιλία ενός ακαδημαϊκού παγκόσμιας κλάσης (Φωτογραφία: Media Center).

Από τη φυσική φωτοσύνθεση, ο καθηγητής Friend οδήγησε τους φοιτητές σε έναν άλλο τομέα εφαρμογής: τα οργανικά ηλιακά κύτταρα. Περιέγραψε πώς τα πράσινα φυτά συλλαμβάνουν φως μέσω μοριακών συστημάτων κεραιών, μεταδίδουν ενέργεια στο κέντρο αντίδρασης και στη συνέχεια διαχωρίζουν τα φορτία.

Οι επιστήμονες προσομοιώνουν αυτήν την αρχή με μια δομή ετεροεπαφής όγκου. Σε αυτήν, αναμειγνύονται δύο τύποι υλικών, ένα που δέχεται ηλεκτρόνια και ένα που δέχεται οπές. Η διαπλοκή δημιουργεί πολλά όρια, διευκολύνοντας τον διαχωρισμό των φορτίων.

Χάρη σε αυτήν τη στρατηγική υλικών, η απόδοση των οργανικών ηλιακών κυψελών έχει αυξηθεί ραγδαία τα τελευταία 10 χρόνια. Σύμφωνα με τον καθηγητή Friend, τα οργανικά συστήματα μπαταριών έχουν πλέον φτάσει σε ποσοστό άνω του 20%, πλησιάζοντας την απόδοση των εμπορικών κυψελών πυριτίου.

Τα πλεονεκτήματα αυτής της τεχνολογίας είναι το χαμηλό κόστος υλικών, η δυνατότητα εκτύπωσης σε μεγάλες επιφάνειες και η δυνατότητα κατασκευής εύκαμπτων πάνελ που μπορούν να τοποθετηθούν σε μια ποικιλία επιφανειών.

Νέες κατευθύνσεις από υλικά ελεύθερων ριζών και κβαντικούς αισθητήρες

Τα τελευταία χρόνια, η ομάδα του καθηγητή Friend έχει επικεντρωθεί σε μια νέα προσέγγιση για τη μείωση της απώλειας ενέργειας που προκαλείται από την τριπλή κατάσταση.

Εργάστηκαν με ελεύθερες ρίζες, οι οποίες είναι μόρια με περίεργο σπιν. Αντί να αφήσουν τις ελεύθερες ρίζες να αντιδρούν και να αποσταθεροποιούνται, η ομάδα βρήκε έναν τρόπο να τις σταθεροποιήσει σε ένα κρυσταλλικό πλέγμα.

Ένα άλλο ενδιαφέρον εύρημα προήλθε από μοριακά συστήματα με δύο σπιν, που ονομάζονται διριζικά. Η ομάδα απέδειξε ότι ακόμη και ένα πολύ μικρό μαγνητικό πεδίο μπορεί να αλλάξει σημαντικά το χρώμα ή την ένταση του εκπεμπόμενου φωτός.

Ο καθηγητής Φρεντ το βλέπει αυτό ως ένα σπάνιο κβαντικό φαινόμενο που μπορεί να αξιοποιηθεί με απλές πειραματικές συνθήκες.

Σύμφωνα με τον ίδιο, αυτό το φαινόμενο ανοίγει προοπτικές για νέους βιοαισθητήρες. Με μόνο έναν τύπο φθορίζουσας χρωστικής που είναι ευαίσθητος στα μαγνητικά πεδία σε πολύ μικρή κλίμακα, οι επιστήμονες μπορούν να παρακολουθούν τις διεργασίες σε βιολογικά δείγματα με μεγαλύτερη ακρίβεια, υποστηρίζοντας έτσι την ιατρική διάγνωση.

Ευκαιρίες για το οικοσύστημα καινοτομίας στο Βιετνάμ

Εκτός από τον Καθηγητή Friend, στο εργαστήριο συμμετείχε και ο Δρ. Jayshree Seth, επιστήμονας της 3M Corporation και μέλος της Προκαταρκτικής Επιτροπής του Βραβείου VinFuture. Το γεγονός ότι παγκοσμίου φήμης επιστήμονες αλληλεπιδρούν άμεσα με φοιτητές θεωρείται πολύτιμη ευκαιρία για τη νεανική ερευνητική κοινότητα.

Η Δρ. Τζέισρι Σεθ πιστεύει ότι οι επιστήμονες πρέπει να βοηθήσουν το κοινό να δει ότι η επιστήμη είναι παρούσα σε κάθε πτυχή της ζωής (Φωτογραφία: Media Center).

Ο Αναπληρωτής Καθηγητής Huynh Dang Chinh, Αντιπρόεδρος του Πανεπιστημίου Επιστήμης και Τεχνολογίας του Ανόι, τόνισε τη σημασία της εκδήλωσης, καθώς συμβάλλει στην προώθηση του οικοσυστήματος έρευνας και καινοτομίας του σχολείου και του Βιετνάμ.

«Το σχολείο ελπίζει ότι τέτοιες ακαδημαϊκές ανταλλαγές θα εμπνεύσουν νέες επιστημονικές φιλοδοξίες στους φοιτητές και ταυτόχρονα θα ανοίξουν κατευθύνσεις για συνεργασία μεταξύ ερευνητικών ομάδων του Πολυτεχνείου και εγχώριων και ξένων εταίρων», τόνισε ο κ. Chinh.

Την εναρκτήρια ομιλία εκφώνησε ο Αναπληρωτής Καθηγητής Huynh Dang Chinh, Αντιπρόεδρος του Πανεπιστημίου Επιστήμης και Τεχνολογίας του Ανόι (Φωτογραφία: Media Center).

Αυτές οι μαρτυρίες από πρώτο χέρι ενός επιστήμονα παγκόσμιας κλάσης για το ταξίδι του από το εργαστήριο στην καθημερινή τεχνολογία δείχνουν ότι η επιστήμη των υλικών δεν είναι ένας μακρινός τομέας. Η επιστήμη έχει ακόμα πολλά να ανακαλύψει και κάθε γενιά νέων ερευνητών έχει την ευκαιρία να δημιουργήσει νέες ευκαιρίες για το μέλλον.

Εβδομάδα Επιστήμης και Τεχνολογίας VinFuture 2025, που θα πραγματοποιηθεί από τις 2 έως τις 6 Δεκεμβρίου στο Ανόι.

Με θέμα «Μαζί αναπτυσσόμαστε - Μαζί ευημερούμε», η φετινή σειρά ετήσιων διεθνών εκδηλώσεων συνεχίζει να επιβεβαιώνει την αποστολή του VinFuture στη σύνδεση της γνώσης, διεγείροντας την επιθυμία να υπηρετήσει και αναβαθμίζοντας τη θέση του Βιετνάμ ως κέντρου προώθησης της επιστήμης και της καινοτομίας στον κόσμο.

Η εβδομάδα περιλαμβάνει 7 κύριες δραστηριότητες: Εμπνευσμένες ομιλίες, συζήτηση για την Επιστήμη για τη Ζωή· σειρά διαλόγου για την εξερεύνηση του μέλλοντος του VinFuture· έκθεση «Το άγγιγμα της Επιστήμης», τελετή απονομής βραβείων VinFuture· ανταλλαγή απόψεων με τους νικητές του βραβείου VinFuture 2025· VinUni - Φόρουμ Ηγεσίας: Συνέδριο Καινοτομίας στην Ανώτατη Εκπαίδευση.

Το αποκορύφωμα της εκδήλωσης ήταν η τελετή απονομής των βραβείων VinFuture 2025, η οποία πραγματοποιήθηκε το βράδυ της 5ης Δεκεμβρίου στο θέατρο Hoan Kiem (Ανόι). Πρόκειται για μια εκδήλωση που τιμά εξαιρετικά επιστημονικά έργα που έχουν θετικό και βιώσιμο αντίκτυπο σε εκατομμύρια, ακόμη και δισεκατομμύρια ανθρώπους σε όλο τον κόσμο.

Φέτος, το βραβείο θα απονεμηθεί σε έργα που φέρνουν στην ανθρωπότητα την αξία του «Μαζί αναπτυσσόμαστε - Μαζί ευημερούμε», όπως έχει οριστεί και στο θέμα, επιβεβαιώνοντας την αποστολή του VinFuture να τιμά τη νοημοσύνη, να διαδίδει την ανθρωπότητα και να υπηρετεί τη ζωή.

Πηγή: 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