Este avance tecnológico podría cambiarlo todo.

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 comunes. Los usuarios incluso están familiarizados con tecnologías más recientes como OLED y QLED.

Derribando barreras

En comparación con las lámparas incandescentes y fluorescentes compactas con el mismo brillo, una bombilla LED utiliza sólo 1/10 y 1/2 de la electricidad, respectivamente, y tiene una vida útil mucho más larga.

A pesar de su uso generalizado, este material en particular presenta un defecto fatal: no permite el flujo de electricidad a través de él. Sin embargo, una nueva investigación del Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge ha cambiado todo esto.

En concreto, los científicos han encontrado una forma de obligar a estas partículas aislantes a conducir electricidad y emitir luz, abriendo un nuevo capítulo para la tecnología optoelectrónica.

Este descubrimiento se centra en las nanopartículas de lantánidos aislantes (LnNP). Estas partículas contienen tierras raras como el neodimio y el iterbio. Su característica más destacable es su capacidad de emitir luz extremadamente brillante al ser sometidas a excitación.

Los científicos han descubierto una manera de forzar a los LED a conducir electricidad y emitir luz, abriendo un nuevo capítulo en la tecnología optoelectrónica. Foto: Camila Prieto.

Sin embargo, son aislantes. Anteriormente, los científicos no habían logrado que condujeran la electricidad. Intentos anteriores 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 LnNP hasta ahora han tenido aplicaciones limitadas, principalmente en imágenes de tejidos profundos que no dependen de energía eléctrica.

Para superar este "muro" aislante, el equipo de investigación de Cambridge optó por un enfoque diferente. En lugar de intentar perforarlo con calor o presión, optaron por un método más sutil: la hibridación.

En concreto, los científicos utilizaron un colorante orgánico llamado 9-ACA. Estas moléculas de colorante se emplearon para reemplazar la capa aislante de la superficie de las LnNP.

Reemplazar esta capa exterior 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. Desde aquí, la energía se transfiere a los iones lantánidos del interior, provocando su brillo.

Este estudio también señala que el mayor obstáculo en los experimentos anteriores ha sido la brecha energética de las LnNP.

Al reemplazar la capa aislante con un material orgánico, el equipo de investigación de la Universidad de Cambridge ha cerrado esta brecha, permitiendo que la energía eléctrica active eficientemente la luminiscencia.

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 NIR orgánicos existentes en el mercado. Además, destacó tanto en estrechez espectral (pureza de color) como en eficiencia energética.

Este descubrimiento va más allá de la mera teoría de laboratorio y abre innumerables 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 resonancias magnéticas. Otros métodos ópticos que utilizan luz visible se ven bloqueados por la piel y la sangre.

Mientras tanto, la luz NIR cae dentro de la "ventana biológica" porque puede penetrar la piel y los tejidos blandos con mayor facilidad que la luz normal.

La nueva tecnología LED produce luz infrarroja cercana (NIR) con una pureza casi perfecta. Esto abre nuevas perspectivas para la medicina, ya que los órganos internos o los vasos sanguíneos ubicados en las capas profundas de la piel pueden monitorizarse con precisión utilizando únicamente parches cutáneos que contienen LnLED. Foto: Specim.

Sin embargo, los materiales luminiscentes orgánicos actuales a menudo sangran después de un corto período de exposición, lo que altera el monitoreo a largo plazo.

Gracias a la estabilidad de los elementos de tierras raras, la tecnología LnLED promete superar completamente este problema, permitiendo la creación de dispositivos de imágenes médicas resistentes a la decoloración y permitiendo una observación de los tejidos corporales más clara que nunca.

Los médicos pueden utilizar parches cutáneos que contienen LnLED para monitorear continuamente el estado de los órganos internos o los vasos sanguíneos ubicados profundamente debajo de la piel durante días sin necesidad de procedimientos invasivos.

Además, la combinación de materiales orgánicos e inorgánicos también crea dispositivos más flexibles y duraderos. Más importante aún, el equipo de investigación afirmó que este método puede aplicarse fácilmente a otros tipos de materiales aislantes, lo que abre el camino 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