Um diodo emissor de luz (LED) é uma fonte de luz que emite luz quando uma corrente elétrica é aplicada a ele.
A tecnologia LED tornou-se parte indispensável da vida moderna, desde telas de TV gigantes até lâmpadas comuns. Os usuários estão até mesmo familiarizados com tecnologias mais recentes, como OLED e QLED.
Quebrando barreiras
Comparada às lâmpadas incandescentes e fluorescentes compactas com o mesmo brilho, uma lâmpada LED consome apenas 1/10 e 1/2 da eletricidade, respectivamente, e tem uma vida útil muitas vezes maior.
Apesar de seu uso generalizado, esse material em particular apresenta uma falha fatal: ele não permite a passagem de eletricidade. No entanto, uma nova pesquisa do Laboratório Cavendish da Universidade de Cambridge mudou tudo isso.
Especificamente, os cientistas descobriram uma maneira de forçar essas partículas isolantes a conduzir eletricidade e emitir luz, abrindo um novo capítulo para a tecnologia optoeletrônica.
O foco desta descoberta reside nas nanopartículas isolantes de lantanídeos (LnNPs). Essas partículas contêm elementos de terras raras, como neodímio e itérbio. Sua característica notável é a capacidade de emitir luz extremamente brilhante quando submetidas à excitação.
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Cientistas descobriram uma maneira de forçar LEDs a conduzir eletricidade e emitir luz, abrindo um novo capítulo para a tecnologia optoeletrônica. Foto: Camila Prieto. |
No entanto, eles são isolantes. Anteriormente, os cientistas não haviam conseguido fazê-los conduzir eletricidade. As tentativas anteriores exigiam temperaturas extremamente altas ou voltagens extremamente altas para colocar a carga elétrica em contato com os íons lantanídeos em seu interior.
Devido a essa barreira, as LnNPs tiveram anteriormente aplicações limitadas, principalmente em imagens de tecidos profundos que não dependem de energia elétrica.
Para superar essa "barreira" isolante, a equipe de pesquisa de Cambridge escolheu uma abordagem diferente. Em vez de tentar perfurá-la com calor ou pressão, optaram por uma abordagem mais sutil: a hibridização.
Especificamente, os cientistas utilizaram um corante orgânico chamado 9-ACA. Essas moléculas de corante foram usadas para substituir a camada isolante na superfície das LnNPs.
A substituição dessa camada externa permite uma técnica especial de carregamento. Os cientistas injetam elétrons nessa nova camada orgânica. Esse processo cria excítons — um estado excitado dos elétrons. A partir daí, a energia é transferida para os íons de lantanídeos no interior, fazendo com que eles brilhem.
Este estudo também destaca que o maior obstáculo em experimentos anteriores tem sido a diferença de energia das LnNPs.
Ao substituir a camada isolante por um material orgânico, a equipe de pesquisa da Universidade de Cambridge conseguiu superar essa lacuna, permitindo que a energia elétrica desencadeie a luminescência de forma eficiente.
Um grande avanço para o futuro da tecnologia biomédica.
Os resultados desse processo de hibridização são verdadeiramente impressionantes. Os novos LEDs (também conhecidos como LnLEDs) produzem luz infravermelha próxima (NIR) com pureza quase perfeita.
De fato, em testes, este LED híbrido superou a maioria dos LEDs orgânicos NIR existentes no mercado. Além disso, destacou-se tanto na estreiteza espectral (pureza de cor) quanto na eficiência energética.
Essa descoberta vai além da mera teoria de laboratório e abre inúmeras aplicações práticas, especialmente nas áreas de medicina e tecnologia biomédica.
Atualmente, para visualizar o interior do corpo, os médicos geralmente precisam usar raios X ou ressonância magnética. Outros métodos ópticos que utilizam luz visível são bloqueados pela pele e pelo sangue.
Entretanto, a luz NIR se enquadra na "janela biológica" porque consegue penetrar na pele e nos tecidos moles com mais facilidade do que a luz comum.
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A nova tecnologia LED produz luz infravermelha próxima (NIR) com pureza quase perfeita. Isso abre novas possibilidades para a medicina, pois permite o monitoramento preciso de órgãos internos ou vasos sanguíneos localizados profundamente sob a pele usando apenas adesivos cutâneos contendo LEDs de baixa energia (LnLEDs). Foto: Specim. |
No entanto, os materiais luminescentes orgânicos atuais frequentemente sofrem vazamento após um curto período de exposição, interrompendo o monitoramento a longo prazo.
Graças à estabilidade dos elementos de terras raras, a tecnologia LnLEDs promete superar completamente esse problema, possibilitando a criação de dispositivos de imagem médica resistentes ao desbotamento, permitindo uma observação mais nítida dos tecidos corporais do que nunca.
Os médicos podem usar adesivos cutâneos contendo LEDs de baixa energia (LnLEDs) para monitorar continuamente a condição de órgãos internos ou vasos sanguíneos localizados profundamente sob a pele por vários dias, sem a necessidade de procedimentos invasivos.
Além disso, a combinação de materiais orgânicos e inorgânicos também cria dispositivos mais flexíveis e duráveis. Mais importante ainda, a equipe de pesquisa afirmou que esse método pode ser facilmente aplicado a outros tipos de materiais isolantes, abrindo caminho para uma série de novos experimentos e invenções.
Fonte: https://znews.vn/dot-pha-cong-nghe-nay-co-the-thay-doi-moi-thu-post1616610.html
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