Un diodo emisor de luz (LED) es una fuente de luz que emite luz cuando se le aplica una corriente eléctrica.
La tecnología LED se ha convertido en una parte indispensable de la vida moderna, desde las pantallas gigantes de televisión hasta las bombillas de uso diario. Los usuarios incluso están familiarizados con tecnologías más recientes como OLED y QLED.
Derribando barreras
En comparación con las lámparas incandescentes y fluorescentes compactas del mismo brillo, una bombilla LED consume solo 1/10 y 1/2 de la electricidad, respectivamente, y tiene una vida útil mucho mayor.
A pesar de su uso generalizado, este material en particular presenta un defecto fatal: no permite el paso de la electricidad. Sin embargo, una nueva investigación del Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge ha cambiado todo eso.
En concreto, los científicos han encontrado una manera de obligar a estas partículas aislantes a conducir electricidad y emitir luz, abriendo así un nuevo capítulo para la tecnología optoelectrónica.
Este descubrimiento se centra en las nanopartículas aislantes de lantánidos (LnNP). Estas partículas contienen elementos de tierras raras como el neodimio y el iterbio. Su característica más destacada es su capacidad para emitir luz extremadamente brillante al ser excitadas.
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Los científicos han encontrado una manera de lograr que los LED conduzcan electricidad y emitan luz, abriendo así un nuevo capítulo en la tecnología optoelectrónica. Foto: Camila Prieto. |
Sin embargo, son aislantes. Anteriormente, los científicos no habían logrado que condujeran electricidad. Los intentos previos requerían temperaturas o voltajes extremadamente altos para que la carga eléctrica entrara en contacto con los iones de lantánidos en su interior.
Debido a esta barrera, las nanopartículas de lantánidos (LnNP) han tenido hasta ahora aplicaciones limitadas, principalmente en la obtención de imágenes de tejidos profundos que no dependen de la energía eléctrica.
Para superar esta "barrera" aislante, el equipo de investigación de Cambridge optó por un enfoque diferente. En lugar de intentar perforarla con calor o presión, eligieron un método más sutil: la hibridación.
En concreto, los científicos utilizaron un colorante orgánico llamado 9-ACA. Estas moléculas de colorante se utilizaron para reemplazar la capa aislante en la superficie de las nanopartículas de lantánidos (LnNP).
Sustituir esta capa externa permite una técnica de carga especial. Los científicos inyectan electrones en esta nueva capa orgánica. Este proceso crea excitones, un estado excitado de los electrones. A partir de ahí, la energía se transfiere a los iones de lantánidos del interior, provocando que emitan luz.
Este estudio también señala que el mayor obstáculo en experimentos anteriores ha sido la brecha de energía de las nanopartículas de lantánidos (LnNP).
Al sustituir la capa aislante por un material orgánico, el equipo de investigación de la Universidad de Cambridge ha superado esta limitación, permitiendo que la energía eléctrica active la luminiscencia de forma eficiente.
Un gran avance para el futuro de la tecnología biomédica.
Los resultados de este proceso de hibridación son realmente impresionantes. Los nuevos LED (también conocidos como LnLED) producen luz infrarroja cercana (NIR) con una pureza casi perfecta.
De hecho, en las pruebas, este LED híbrido superó a la mayoría de los LED orgánicos de infrarrojo cercano (NIR) existentes en el mercado. Además, destacó tanto por su estrechamiento espectral (pureza de color) como por su eficiencia energética.
Este descubrimiento va más allá de la mera teoría de laboratorio y abre un sinfín de aplicaciones prácticas, especialmente en los campos de la medicina y la tecnología biomédica.
Actualmente, para observar el interior del cuerpo, los médicos suelen recurrir a rayos X o resonancia magnética. Otros métodos ópticos que utilizan luz visible son bloqueados por la piel y la sangre.
Mientras tanto, la luz infrarroja cercana (NIR) se encuentra dentro de la "ventana biológica" porque puede penetrar la piel y los tejidos blandos con mayor facilidad que la luz normal.
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La nueva tecnología LED produce luz infrarroja cercana (NIR) con una pureza casi perfecta. Esto abre nuevas posibilidades para la medicina, ya que permite monitorizar con precisión órganos internos o vasos sanguíneos situados en las profundidades de la piel mediante parches cutáneos con LED de luz. Foto: Muestra. |
Sin embargo, los materiales luminiscentes orgánicos actuales suelen desdibujarse tras un breve período de exposición, lo que dificulta la monitorización a largo plazo.
Gracias a la estabilidad de los elementos de tierras raras, la tecnología LnLED promete superar por completo este problema, permitiendo la creación de dispositivos de imágenes médicas resistentes a la decoloración, lo que posibilita una observación más clara de los tejidos corporales que nunca.
Los médicos pueden utilizar parches cutáneos que contienen LnLEDs para monitorizar de forma continua el estado de los órganos internos o los vasos sanguíneos situados en las profundidades de la piel durante días sin necesidad de procedimientos invasivos.
Además, la combinación de materiales orgánicos e inorgánicos también da como resultado dispositivos más flexibles y duraderos. Y lo que es más importante, el equipo de investigación afirmó que este método se puede aplicar fácilmente a otros tipos de materiales aislantes, lo que abre la puerta a una serie de nuevos experimentos e invenciones.
Fuente: https://znews.vn/dot-pha-cong-nghe-nay-co-the-thay-doi-moi-thu-post1616610.html
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