Több mint 140 szabadalommal rendelkező tudós feltárja az OLED előállításában szerepet játszó természetes elvet

(Dan Tri) - A fotoszintézistől a kvantumérzékelőkig a szerves félvezetők útja megmutatja, hogyan inspirálja a természet a technológiai fejlődést.

Sir Richard Henry Friend professzor, a VinFuture-díj Tanácsának elnöke, az „Innováció és szerves félvezetők” tudományos workshop keretében tudományos cserét folytatott a Hanoi Tudományos és Technológiai Egyetem hallgatóival.

Itt megosztja több mint három évtizedes szerves elektronikai kutatásának útját, és azt, hogy miért nyit ez a terület új irányt az anyagtudomány számára.

Sir Richard Henry Friend professzor a Hanoi Tudományos és Technológiai Egyetem hallgatóival osztja meg tapasztalatait (Fotó: Media Center).

A szerves félvezetők felfedezésének útja

Előadása elején Friend professzor felidézte évtizedes kutatási útját a szerves félvezetők területén. Hangsúlyozta, hogy a tudomány mindig tele van meglepetésekkel, és soha nem ér véget egy tankönyv néhány oldalával.

„A tudomány világa mindig tele van meglepetésekkel. Néha, amikor tankönyveket olvasunk, azt hisszük, hogy minden megoldódott, de valójában csak fikció. Amikor belépünk a laborba, látni fogjuk, hogy még számtalan dolog van, amit meg kell tanulnunk” – osztotta meg a professzor.

Friend professzor szerint az egyik fontos mérföldkő a Nature folyóiratban 35 évvel ezelőtt megjelent tanulmány volt, amely lerakta az alapjait a szerves fénykibocsátó diódák területének.

Ebből az alapból kiindulva a világ minden táján kutatócsoportok fokozatosan átalakították a szerves molekulák fényforrásként való felhasználásának ötletét az OLED képernyőtechnológiává, amely ma már számtalan okostelefonban és tévében jelenik meg.

„Amikor bekapcsolod az okostelefonodat, a látható fény kis diódákból származik, amelyek nem szilíciumból vagy galliumból készülnek, hanem szerves molekulákból. Ez nagy meglepetés volt, mert általában nem gondolunk a szerves molekulákra félvezetőként” – magyarázza.

Friend professzor az élettel kapcsolatos megfigyelései alapján a természettel hozta összefüggésbe a dolgokat. A levelek azért zöldek, mert elnyelik a napfényt és kémiai energiává alakítják. A fotoszintézis során, amikor egy foton elnyelődik, egy elektron eltávolítódik eredeti helyéről, és egy lyuk marad vissza.

Elmondása szerint ez egy elektronikus eszköz prototípusa, a természetben található legkisebb napelem.

A technikai vita során Friend professzor bemutatta a diákoknak a szerves tranzisztorok szerkezetét és a fénykibocsátó tranzisztorok koncepcióját. Ez az eszköz lehetővé teszi pozitív és negatív töltések egyidejű befecskendezését a csatornába, ahol azok találkoznak, gerjesztett állapotot hoznak létre és fényt bocsátanak ki.

Kísérleti eredmények azt mutatják, hogy az elektronok és a lyukak bizonyos távolságokra képesek mozogni a szerves félvezetőkben, ami elegendő a valódi elektronikus alkatrészek építéséhez.

Növényektől tanulva szerves napelemeket fejleszthetünk

A Hanoi Tudományos és Technológiai Egyetem hallgatóinak nagy száma hallgatta meg egy világszínvonalú tudós előadását (Fotó: Media Center).

A természetes fotoszintézistől Friend professzor egy másik alkalmazási területre vezette a diákokat: a szerves napelemekre. Leírta, hogyan fogják fel a zöld növények a fényt molekuláris antennarendszereken keresztül, hogyan továbbítják az energiát a reakcióközpontba, majd hogyan választják szét a töltéseket.

A tudósok ezt az elvet egy tömbi heteroátmenet-szerkezettel szimulálják. Ebben kétféle anyagot kevernek össze, az egyiket, amelyik szeret elektronokat befogadni, a másikat, amelyik szeret lyukakat befogadni. Az összefonódás számos határt hoz létre, megkönnyítve a töltések szétválasztását.

Ennek az anyagstratégiának köszönhetően a szerves napelemek hatékonysága az elmúlt 10 évben gyorsan nőtt. Friend professzor szerint a szerves akkumulátorrendszerek mára elérték a 20%-ot, megközelítve a kereskedelmi forgalomban kapható szilíciumcellák hatékonyságát.

A technológia előnyei az alacsony anyagköltségek, a nagy felületekre való nyomtatás lehetősége, valamint a rugalmas panelek gyártásának lehetősége, amelyek különféle felületekre szerelhetők.

Új irányok a szabadgyökös anyagoktól és a kvantumszenzoroktól

Az elmúlt években Friend professzor csoportja egy új megközelítésre összpontosított a triplet állapot okozta energiaveszteség csökkentésére.

Szabad gyökökkel dolgoztak, amelyek furcsa spinű molekulák. Ahelyett, hogy hagyták volna a szabad gyököket reaktívvá válni és destabilizálódni, a csapat talált egy módszert arra, hogy kristályrácsban stabilizálják őket.

Egy másik érdekes felfedezés a két spinnel rendelkező molekuláris rendszerekből, az úgynevezett biradikálisokból származik. A csapat kimutatta, hogy már egy nagyon kis mágneses mező is jelentősen megváltoztathatja a kibocsátott fény színét vagy intenzitását.

Friend professzor ezt egy ritka kvantumhatásnak tartja, amely egyszerű kísérleti feltételekkel kihasználható.

Szerinte ez a jelenség új lehetőségeket nyit az új bioszenzorok előtt. Egy olyan fluoreszcens festéktípussal, amely nagyon kis léptékben érzékeny a mágneses mezőkre, a tudósok nagyobb pontossággal tudják nyomon követni a biológiai mintákban zajló folyamatokat, ezáltal támogatva az orvosi diagnózist.

Innovációs ökoszisztéma lehetőségei Vietnámban

Friend professzor mellett a workshopon részt vett Dr. Jayshree Seth, a 3M Corporation tudósa és a VinFuture-díj előbizottságának tagja is. Az a tény, hogy a világhírű tudósok közvetlenül kapcsolatba léphetnek a diákokkal, értékes lehetőségnek számít a fiatal kutatói közösség számára.

Dr. Jayshree Seth úgy véli, hogy a tudósoknak segíteniük kell a nyilvánosságnak abban, hogy a tudomány az élet minden területén jelen van (Fotó: Media Center).

Huynh Dang Chinh docens, a Hanoi Tudományos és Technológiai Egyetem alelnöke hangsúlyozta az esemény jelentőségét, mivel hozzájárul az egyetem és Vietnam kutatási és innovációs ökoszisztémájának népszerűsítéséhez.

„Az iskola reméli, hogy az ilyen tudományos cserék új tudományos ambíciókat ébresztenek a hallgatókban, és egyúttal együttműködési lehetőségeket nyitnak a politechnikai kutatócsoportok, valamint a hazai és külföldi partnerek között” – hangsúlyozta Chinh úr.

Huynh Dang Chinh docens, a Hanoi Tudományos és Technológiai Egyetem alelnöke mondta el a megnyitó beszédet (Fotó: Media Center).

Egy világszínvonalú tudós első kézből származó beszámolói a laboratóriumból a mindennapi technológiába vezető útjáról azt mutatják, hogy az anyagtudomány nem egy távoli terület. A tudománynak még sok felfedezésre vár, és a fiatal kutatók minden generációjának lehetősége van új lángokat gyújtani a jövő számára.

VinFuture 2025 Tudományos és Technológiai Hete, december 2. és 6. között Hanoiban.

Az „Együtt növekszünk – Együtt virágzunk” mottóval az idei nemzetközi rendezvénysorozat továbbra is megerősíti a VinFuture küldetését a tudás összekapcsolásában, felkeltve a vágyat, hogy szolgáljon és megerősítse Vietnam pozícióját, mint a tudomány és az innováció előmozdításának központja a világban.

A hét 7 fő tevékenységet foglal magában: Inspiráló előadások, Tudomány az életért című beszélgetés; VinFuture jövőkutatási párbeszédsorozat; "A tudomány érintése" című kiállítás, VinFuture díjátadó; eszmecsere a VinFuture 2025 díjazottaival; VinUni - Vezetői Fórum: Felsőoktatási Innovációs Konferencia.

Az esemény fénypontja a VinFuture 2025 díjátadó ünnepség volt, amelyre december 5-én este került sor a hanoi Hoan Kiem Színházban. Ez egy olyan esemény, amely kiemelkedő tudományos munkákat tisztel, amelyek pozitív és fenntartható hatással voltak emberek millióira, sőt milliárdjaira szerte a világon.

Idén a díjat olyan alkotások kapják, amelyek a mottónak megfelelően az „Együtt növekszünk – Együtt virágzunk” értékét hozzák az emberiség számára, megerősítve a VinFuture küldetését, amely az intelligencia tiszteletben tartása, az emberiség terjesztése és az élet szolgálata.

Forrás: 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