Kejayaan teknologi ini boleh mengubah segala-galanya.

Diod pemancar cahaya (LED) ialah sumber cahaya yang memancarkan cahaya apabila arus elektrik dikenakan padanya.

Teknologi LED telah menjadi bahagian penting dalam kehidupan moden, daripada skrin TV gergasi hinggalah mentol lampu harian. Pengguna juga sudah biasa dengan teknologi baharu seperti OLED dan QLED.

Memecahkan halangan

Berbanding lampu pijar dan lampu pendarfluor padat dengan kecerahan yang sama, mentol LED hanya menggunakan 1/10 dan 1/2 elektrik, masing-masing, dan mempunyai jangka hayat yang berkali-kali lebih lama.

Walaupun penggunaannya meluas, bahan khusus ini mempunyai kelemahan yang membawa maut: ia tidak membenarkan elektrik mengalir melaluinya. Walau bagaimanapun, penyelidikan baharu dari Makmal Cavendish di Universiti Cambridge telah mengubah semua itu.

Khususnya, saintis telah menemui cara untuk memaksa zarah penebat ini mengalirkan elektrik dan memancarkan cahaya, membuka lembaran baharu untuk teknologi optoelektronik.

Tumpuan penemuan ini adalah pada penebat nanopartikel lantanida (LnNP). Zarah-zarah ini mengandungi unsur nadir bumi seperti neodymium dan ytterbium. Ciri-ciri luar biasa mereka ialah keupayaannya untuk memancarkan cahaya yang sangat terang apabila terdedah kepada pengujaan.

Para saintis telah menemui cara untuk memaksa LED mengalirkan elektrik dan memancarkan cahaya, membuka lembaran baharu untuk teknologi optoelektronik. Foto: Camila Prieto.

Walau bagaimanapun, ia adalah penebat. Sebelum ini, saintis telah gagal menjadikannya mengalirkan elektrik. Percubaan sebelumnya memerlukan suhu yang sangat tinggi atau voltan yang sangat tinggi untuk membawa cas elektrik bersentuhan dengan ion lantanida di dalamnya.

Disebabkan oleh halangan ini, LnNP sebelum ini mempunyai aplikasi yang terhad, terutamanya dalam pengimejan tisu dalam yang tidak bergantung pada tenaga elektrik.

Untuk mengatasi "dinding" penebat ini, pasukan penyelidikan di Cambridge memilih pendekatan yang berbeza. Daripada cuba menebuknya dengan haba atau tekanan, mereka memilih pendekatan yang lebih halus: penghibridan.

Secara khususnya, saintis menggunakan pewarna organik yang dipanggil 9-ACA. Molekul pewarna ini digunakan untuk menggantikan lapisan penebat pada permukaan LnNP.

Menggantikan lapisan luar ini membolehkan teknik pengecasan khas. Saintis menyuntik elektron ke dalam lapisan organik baharu ini. Proses ini menghasilkan eksiton—keadaan elektron teruja. Dari sini, tenaga dipindahkan ke ion lantanida di dalamnya, menyebabkannya bercahaya.

Kajian ini juga menunjukkan bahawa halangan terbesar dalam eksperimen terdahulu ialah jurang tenaga LnNP.

Dengan menggantikan lapisan penebat dengan bahan organik, pasukan penyelidikan Universiti Cambridge telah merapatkan jurang ini, membolehkan tenaga elektrik mencetuskan pendaran dengan cekap.

Satu kejayaan besar untuk masa depan teknologi bioperubatan.

Hasil proses hibridisasi ini sungguh mengagumkan. LED baharu (juga dikenali sebagai LnLED) menghasilkan cahaya inframerah dekat (NIR) dengan ketulenan yang hampir sempurna.

Malah, dalam ujian, LED hibrid ini mengatasi kebanyakan LED NIR organik sedia ada di pasaran. Tambahan pula, ia cemerlang dalam kedua-dua kesempitan spektrum (ketulenan warna) dan kecekapan tenaga.

Penemuan ini melangkaui sekadar teori makmal dan membuka banyak aplikasi praktikal, terutamanya dalam bidang perubatan dan teknologi bioperubatan.

Pada masa ini, untuk melihat jauh ke dalam badan, doktor sering perlu menggunakan sinar-X atau MRI. Kaedah optik lain yang menggunakan cahaya yang boleh dilihat disekat oleh kulit dan darah.

Sementara itu, cahaya NIR berada dalam "tingkap biologi" kerana ia boleh menembusi kulit dan tisu lembut dengan lebih mudah berbanding cahaya biasa.

Teknologi LED baharu menghasilkan cahaya inframerah hampir (NIR) dengan ketulenan yang hampir sempurna. Ini membuka jalan baharu untuk perubatan, kerana organ dalaman atau saluran darah yang terletak jauh di bawah kulit boleh dipantau dengan tepat hanya menggunakan tampalan kulit yang mengandungi LnLED. Foto: Specim.

Walau bagaimanapun, bahan pendarkilau organik semasa sering mengalami pendarahan selepas tempoh pendedahan yang singkat, mengganggu pemantauan jangka panjang.

Hasil daripada kestabilan unsur nadir bumi, teknologi LnLED menjanjikan untuk mengatasi masalah ini sepenuhnya, membolehkan penciptaan peranti pengimejan perubatan tahan pudar, membolehkan pemerhatian tisu badan yang lebih jelas berbanding sebelum ini.

Doktor boleh menggunakan tampalan kulit yang mengandungi LnLED untuk memantau keadaan organ dalaman atau saluran darah yang terletak jauh di bawah kulit secara berterusan selama beberapa hari tanpa prosedur invasif.

Tambahan pula, gabungan bahan organik dan bukan organik juga menghasilkan peranti yang lebih fleksibel dan tahan lama. Lebih penting lagi, pasukan penyelidik menyatakan bahawa kaedah ini boleh digunakan dengan mudah pada jenis bahan penebat lain, sekali gus membuka jalan untuk pelbagai eksperimen dan ciptaan baharu.

Sumber: https://znews.vn/dot-pha-cong-nghe-nay-co-the-thay-doi-moi-thu-post1616610.html