Cendekiawan dengan lebih dari 140 paten mengungkapkan prinsip alami yang membantu menciptakan OLED

(Dan Tri) - Dari fotosintesis hingga sensor kuantum, perjalanan semikonduktor organik menunjukkan bagaimana alam menginspirasi kemajuan teknologi.

Profesor Sir Richard Henry Friend, Ketua Dewan Penghargaan VinFuture, melakukan pertukaran akademis dengan mahasiswa Universitas Sains dan Teknologi Hanoi dalam rangka lokakarya ilmiah "Inovasi dan Semikonduktor Organik".

Di sini, ia berbagi perjalanannya selama lebih dari tiga dekade dalam penelitian elektronik organik dan mengapa bidang ini membuka arah baru bagi ilmu material.

Profesor Sir Richard Henry Friend berbagi dengan mahasiswa Universitas Sains dan Teknologi Hanoi (Foto: Pusat Media).

Perjalanan penemuan semikonduktor organik

Di awal ceramahnya, Profesor Friend menceritakan perjalanan risetnya selama puluhan tahun dengan semikonduktor organik. Ia menekankan bahwa sains selalu merupakan bidang yang penuh kejutan dan tidak pernah berakhir hanya dengan beberapa halaman buku teks.

"Dunia sains selalu penuh kejutan. Terkadang ketika membaca buku teks, kita berpikir semuanya sudah terpecahkan, tetapi kenyataannya itu hanya fiksi. Ketika kita melangkah ke laboratorium, kita akan melihat bahwa masih banyak hal yang perlu dipelajari," ujar sang profesor.

Menurut Profesor Friend, salah satu tonggak penting adalah makalah yang diterbitkan 35 tahun lalu di jurnal Nature, yang meletakkan dasar bagi bidang dioda pemancar cahaya organik.

Dari dasar tersebut, kelompok penelitian di seluruh dunia secara bertahap mengubah gagasan penggunaan molekul organik sebagai sumber cahaya menjadi teknologi layar OLED yang muncul di banyak telepon pintar dan TV saat ini.

"Saat Anda menyalakan ponsel pintar, cahaya yang Anda lihat berasal dari dioda kecil, bukan terbuat dari silikon atau galium, melainkan dari molekul organik. Itu kejutan besar, karena kita biasanya tidak menganggap molekul organik sebagai semikonduktor," jelasnya.

Dari pengamatannya terhadap kehidupan, Profesor Friend mengaitkannya dengan alam. Daun berwarna hijau karena menyerap sinar matahari dan mengubahnya menjadi energi kimia. Dalam fotosintesis, ketika foton diserap, sebuah elektron terlepas dari posisi awalnya dan sebuah lubang terbentuk.

Menurutnya, itu adalah prototipe perangkat elektronik, sel surya terkecil di alam.

Dalam diskusi teknis, Profesor Friend memperkenalkan mahasiswa pada struktur transistor organik dan konsep transistor pemancar cahaya. Perangkat ini memungkinkan injeksi muatan positif dan negatif secara bersamaan ke dalam kanal, tempat keduanya bertemu untuk menciptakan keadaan tereksitasi dan memancarkan cahaya.

Hasil eksperimen menunjukkan bahwa elektron dan lubang dapat bergerak pada jarak tertentu dalam semikonduktor organik, cukup untuk membangun komponen elektronik nyata.

Belajar dari tanaman untuk mengembangkan sel surya organik

Sejumlah besar mahasiswa dari Universitas Sains dan Teknologi Hanoi mendengarkan paparan seorang cendekiawan kelas dunia (Foto: Pusat Media).

Dari fotosintesis alami, Profesor Friend mengarahkan para mahasiswa ke area aplikasi lain: sel surya organik. Ia menjelaskan bagaimana tumbuhan hijau menangkap cahaya melalui sistem antena molekuler, mengirimkan energi ke pusat reaksi, dan kemudian memisahkan muatan-muatannya.

Para ilmuwan mensimulasikan prinsip ini dengan struktur heterojunction massal. Di dalamnya, dua jenis material dicampur, satu yang menerima elektron dan satu yang menerima lubang. Jalinan ini menciptakan banyak batas, sehingga memudahkan pemisahan muatan.

Berkat strategi material ini, efisiensi sel surya organik telah meningkat pesat dalam 10 tahun terakhir. Menurut Profesor Friend, sistem baterai organik kini telah mencapai lebih dari 20%, mendekati efisiensi sel silikon komersial.

Keunggulan teknologi ini adalah biaya material yang rendah, kemampuan mencetak pada area yang luas, dan potensi untuk membuat panel fleksibel yang dapat dipasang pada berbagai permukaan.

Arah baru dari material radikal bebas dan sensor kuantum

Dalam beberapa tahun terakhir, kelompok Profesor Friend telah berfokus pada pendekatan baru untuk mengurangi kehilangan energi yang disebabkan oleh keadaan triplet.

Mereka bekerja dengan radikal bebas, yaitu molekul dengan putaran ganjil. Alih-alih membiarkan radikal bebas menjadi reaktif dan tidak stabil, tim menemukan cara untuk menstabilkannya dalam kisi kristal.

Temuan menarik lainnya datang dari sistem molekuler dengan dua spin, yang disebut biradikal. Tim menunjukkan bahwa medan magnet yang sangat kecil sekalipun dapat mengubah warna atau intensitas cahaya yang dipancarkan secara signifikan.

Profesor Friend melihat ini sebagai efek kuantum langka yang dapat dimanfaatkan dengan kondisi eksperimen sederhana.

Menurutnya, fenomena ini membuka prospek bagi biosensor baru. Hanya dengan pewarna fluoresen yang sensitif terhadap medan magnet pada skala yang sangat kecil, para ilmuwan dapat memantau proses dalam sampel biologis dengan presisi yang lebih tinggi, sehingga mendukung diagnosis medis.

Peluang bagi ekosistem inovasi di Vietnam

Selain Profesor Friend, lokakarya ini juga dihadiri oleh Dr. Jayshree Seth, seorang ilmuwan dari 3M Corporation dan anggota Komite Pendahuluan VinFuture Prize. Interaksi langsung para ilmuwan ternama dunia dengan mahasiswa dianggap sebagai kesempatan berharga bagi komunitas riset muda ini.

Dr. Jayshree Seth percaya bahwa ilmuwan perlu membantu masyarakat melihat bahwa sains hadir dalam setiap aspek kehidupan (Foto: Pusat Media).

Profesor Madya Huynh Dang Chinh, Wakil Presiden Universitas Sains dan Teknologi Hanoi, menekankan pentingnya acara tersebut karena berkontribusi dalam mempromosikan ekosistem penelitian dan inovasi sekolah dan Vietnam.

Sekolah berharap pertukaran akademik semacam ini dapat menginspirasi ambisi ilmiah baru bagi mahasiswa, dan sekaligus membuka peluang kerja sama antara kelompok riset Politeknik dengan mitra dalam dan luar negeri,” tegas Bapak Chinh.

Profesor Madya Huynh Dang Chinh, Wakil Presiden Universitas Sains dan Teknologi Hanoi, menyampaikan pidato pembukaan (Foto: Pusat Media).

Kisah langsung seorang ilmuwan kelas dunia tentang perjalanannya dari laboratorium menuju teknologi sehari-hari menunjukkan bahwa ilmu material bukanlah bidang yang jauh. Sains masih memiliki banyak hal untuk dijelajahi, dan setiap generasi peneliti muda memiliki kesempatan untuk menciptakan terobosan baru bagi masa depan.

Minggu Sains dan Teknologi VinFuture 2025, berlangsung dari 2 Desember hingga 6 Desember di Hanoi.

Dengan tema "Bersama kita tumbuh - Bersama kita sejahtera", rangkaian acara internasional tahunan tahun ini terus menegaskan misi VinFuture dalam menghubungkan pengetahuan, membangkitkan keinginan untuk melayani, dan meningkatkan posisi Vietnam sebagai pusat promosi sains dan inovasi di dunia.

Minggu ini mencakup 7 kegiatan utama: Pidato inspiratif, diskusi Sains untuk Kehidupan; seri dialog eksplorasi masa depan VinFuture; pameran "Sentuhan Sains", upacara penghargaan VinFuture; pertukaran dengan para pemenang penghargaan VinFuture 2025; VinUni - Forum Kepemimpinan: Konferensi Inovasi Pendidikan Tinggi.

Puncak acaranya adalah Upacara Penghargaan VinFuture 2025, yang berlangsung pada malam tanggal 5 Desember di Teater Hoan Kiem (Hanoi). Acara ini bertujuan untuk memberikan penghargaan kepada karya ilmiah luar biasa yang telah memberikan dampak positif dan berkelanjutan bagi jutaan, bahkan miliaran orang di seluruh dunia.

Tahun ini, penghargaan akan diberikan kepada karya yang membawa nilai "Bersama kita tumbuh - Bersama kita sejahtera" bagi kemanusiaan, sebagaimana tema yang telah ditetapkan, menegaskan misi VinFuture untuk menghormati kecerdasan, menyebarkan kemanusiaan, dan melayani kehidupan.

Sumber: 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