Această descoperire tehnologică ar putea schimba totul.

O diodă emițătoare de lumină (LED) este o sursă de lumină care emite lumină atunci când i se aplică un curent electric.

Tehnologia LED a devenit o parte indispensabilă a vieții moderne, de la ecranele televizoarelor gigantice la becurile de zi cu zi. Utilizatorii sunt chiar familiarizați cu tehnologii mai noi, precum OLED și QLED.

Îndepărtarea barierelor

Comparativ cu lămpile incandescente și fluorescente compacte cu aceeași luminozitate, un bec LED consumă doar 1/10, respectiv 1/2 din electricitate și are o durată de viață de multe ori mai lungă.

În ciuda utilizării sale pe scară largă, acest material anume are un defect fatal: nu permite trecerea curentului electric. Cu toate acestea, noi cercetări ale Laboratorului Cavendish de la Universitatea din Cambridge au schimbat totul.

Mai exact, oamenii de știință au descoperit o modalitate de a forța aceste particule izolatoare să conducă electricitatea și să emită lumină, deschizând un nou capitol pentru tehnologia optoelectronică.

Această descoperire se concentrează pe izolarea nanoparticulelor de lantanide (LnNP). Aceste particule conțin elemente de pământuri rare, cum ar fi neodim și yterbiu. Caracteristica lor remarcabilă este capacitatea de a emite o lumină extrem de puternică atunci când sunt supuse unei excitații.

Oamenii de știință au descoperit o modalitate de a forța LED-urile să conducă electricitatea și să emită lumină, deschizând un nou capitol pentru tehnologia optoelectronică. Foto: Camila Prieto.

Totuși, ele sunt izolatoare. Anterior, oamenii de știință nu reușiseră să le facă să conducă electricitatea. Încercările anterioare necesitau temperaturi extrem de ridicate sau tensiuni extrem de ridicate pentru a aduce sarcina electrică în contact cu ionii de lantanide din interior.

Din cauza acestei bariere, LnNP-urile au avut anterior aplicații limitate, în principal în imagistica țesuturilor profunde care nu se bazează pe energie electrică.

Pentru a depăși acest „zid” izolator, echipa de cercetare de la Cambridge a ales o abordare diferită. În loc să încerce să-l perforeze cu căldură sau presiune, au optat pentru o abordare mai subtilă: hibridizarea.

Mai exact, oamenii de știință au folosit un colorant organic numit 9-ACA. Aceste molecule de colorant au fost folosite pentru a înlocui stratul izolator de pe suprafața LnNP-urilor.

Înlocuirea acestui strat exterior permite o tehnică specială de încărcare. Oamenii de știință injectează electroni în acest nou strat organic. Acest proces creează excitoni - o stare excitată a electronilor. De aici, energia este transferată către ionii de lantanide din interior, făcându-i să strălucească.

Acest studiu subliniază, de asemenea, că cel mai mare obstacol din experimentele anterioare a fost decalajul energetic al LnNP-urilor.

Prin înlocuirea stratului izolator cu un material organic, echipa de cercetare a Universității Cambridge a acoperit această lacună, permițând energiei electrice să declanșeze eficient luminescența.

O descoperire majoră pentru viitorul tehnologiei biomedicale.

Rezultatele acestui proces de hibridizare sunt cu adevărat impresionante. Noile LED-uri (cunoscute și sub denumirea de LnLED-uri) produc lumină în infraroșu apropiat (NIR) cu o puritate aproape perfectă.

De fapt, în teste, acest LED hibrid a depășit majoritatea LED-urilor organice NIR existente pe piață. În plus, a excelat atât prin îngustitudinea spectrală (puritatea culorii), cât și prin eficiența energetică.

Această descoperire depășește simpla teorie de laborator și deschide nenumărate aplicații practice, în special în domeniile medicinei și tehnologiei biomedicale.

În prezent, pentru a examina în profunzimea corpului, medicii trebuie adesea să utilizeze raze X sau RMN. Alte metode optice care utilizează lumina vizibilă sunt blocate de piele și sânge.

Între timp, lumina NIR se încadrează în „fereastra biologică”, deoarece poate penetra pielea și țesuturile moi mai ușor decât lumina obișnuită.

Noua tehnologie LED produce lumină în infraroșu apropiat (NIR) cu o puritate aproape perfectă. Aceasta deschide noi căi pentru medicină, deoarece organele interne sau vasele de sânge situate adânc sub piele pot fi monitorizate cu precizie folosind doar plasturi de piele care conțin LnLED-uri. Fotografie: Specimen.

Cu toate acestea, materialele luminescente organice actuale se decolorează adesea după o perioadă scurtă de expunere, perturbând monitorizarea pe termen lung.

Datorită stabilității elementelor de pământuri rare, tehnologia LnLEDs promite să depășească complet această problemă, permițând crearea de dispozitive de imagistică medicală rezistente la decolorare, permițând o observare mai clară a țesuturilor corporale ca niciodată.

Medicii pot folosi plasturi cutanați care conțin LnLED-uri pentru a monitoriza continuu starea organelor interne sau a vaselor de sânge situate adânc sub piele timp de zile întregi, fără proceduri invazive.

În plus, combinarea materialelor organice și anorganice creează și dispozitive mai flexibile și mai durabile. Mai important, echipa de cercetare a afirmat că această metodă poate fi aplicată cu ușurință și altor tipuri de materiale izolante, deschizând calea pentru o serie de noi experimente și invenții.

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