Un cercetător al peste 140 de brevete dezvăluie un principiu natural care ajută la crearea OLED-urilor

(Dan Tri) - De la fotosinteză la senzorii cuantici, călătoria semiconductorilor organici arată cum natura inspiră progresele tehnologice.

Profesorul Sir Richard Henry Friend, președintele Consiliului Premiului VinFuture, a avut un schimb academic cu studenții Universității de Știință și Tehnologie din Hanoi în cadrul atelierului științific „Inovație și semiconductori organici”.

Aici, el își împărtășește parcursul de peste trei decenii de cercetare în domeniul electronicii organice și de ce acest domeniu deschide o nouă direcție pentru știința materialelor.

Profesorul Sir Richard Henry Friend împărtășește informații cu studenții Universității de Știință și Tehnologie din Hanoi (Foto: Centrul Media).

Călătoria descoperirii semiconductorilor organici

La începutul prezentării sale, profesorul Friend a povestit despre parcursul său de cercetare de-a lungul a decenii în domeniul semiconductorilor organici. El a subliniat că știința este întotdeauna un domeniu plin de surprize și nu se termină niciodată cu câteva pagini dintr-un manual.

„Lumea științei este întotdeauna plină de surprize. Uneori, când citești manuale, crezi că totul a fost rezolvat, dar în realitate este doar ficțiune. Când intri în laborator, vei vedea că mai sunt nenumărate lucruri de învățat”, a împărtășit profesorul.

Potrivit profesorului Friend, una dintre etapele importante a fost lucrarea publicată acum 35 de ani în revista Nature, care a pus bazele domeniului diodelor organice emițătoare de lumină.

Pornind de la această bază, grupuri de cercetare din întreaga lume au transformat treptat ideea utilizării moleculelor organice ca surse de lumină în tehnologia ecranelor OLED, care apare astăzi în nenumărate smartphone-uri și televizoare.

„Când pornești smartphone-ul, lumina pe care o vezi vine de la niște diode mici, nu făcute din siliciu sau galiu, ci din molecule organice. Aceasta a fost o mare surpriză, pentru că în mod normal nu ne gândim la moleculele organice ca la semiconductori”, explică el.

Din observațiile sale asupra vieții, profesorul Friend a făcut legătura cu natura. Frunzele sunt verzi deoarece absorb lumina soarelui și o transformă în energie chimică. În fotosinteză, atunci când un foton este absorbit, un electron este îndepărtat din poziția sa inițială și rămâne un gol.

Potrivit acestuia, este prototipul unui dispozitiv electronic, cea mai mică celulă solară din natură.

În cadrul discuției tehnice, profesorul Friend le-a prezentat studenților structura tranzistoarelor organice și conceptul de tranzistoare emițătoare de lumină. Acest dispozitiv permite injectarea simultană a sarcinilor pozitive și negative în canal, unde acestea se întâlnesc pentru a crea o stare excitată și a emite lumină.

Rezultatele experimentale demonstrează că electronii și golurile se pot deplasa pe anumite distanțe în semiconductorii organici, suficiente pentru construirea de componente electronice reale.

Învățând de la plante pentru a dezvolta celule solare organice

Un număr mare de studenți de la Universitatea de Știință și Tehnologie din Hanoi au ascultat discursul unui cercetător de talie mondială (Foto: Centrul Media).

De la fotosinteza naturală, profesorul Friend i-a condus pe studenți către o altă arie de aplicare: celulele solare organice. El a descris modul în care plantele verzi captează lumina prin sisteme de antene moleculare, transmit energie către centrul de reacție și apoi separă sarcinile.

Oamenii de știință simulează acest principiu cu o structură heterojoncțională în vrac. În aceasta, două tipuri de materiale sunt amestecate, unul care acceptă electroni și unul care acceptă goluri. Împletirea creează numeroase limite, facilitând separarea sarcinilor.

Datorită acestei strategii privind materialele, eficiența celulelor solare organice a crescut rapid în ultimii 10 ani. Potrivit profesorului Friend, sistemele de baterii organice au atins acum peste 20%, apropiindu-se de eficiența celulelor comerciale de siliciu.

Avantajele acestei tehnologii sunt costurile reduse ale materialelor, capacitatea de a imprima pe suprafețe mari și potențialul de a fabrica panouri flexibile care pot fi montate pe o varietate de suprafețe.

Noi direcții de la materialele cu radicali liberi și senzorii cuantici

În ultimii ani, grupul profesorului Friend s-a concentrat pe o nouă abordare pentru reducerea pierderii de energie cauzate de starea de triplet.

Ei au lucrat cu radicali liberi, care sunt molecule cu un spin ciudat. În loc să permită radicalilor liberi să devină reactivi și destabilizați, echipa a găsit o modalitate de a-i stabiliza într-o rețea cristalină.

O altă descoperire interesantă a provenit de la sistemele moleculare cu doi spini, numiți biradicali. Echipa a demonstrat că până și un câmp magnetic foarte mic poate schimba semnificativ culoarea sau intensitatea luminii emise.

Profesorul Friend consideră acesta un efect cuantic rar, care poate fi exploatat în condiții experimentale simple.

Potrivit acestuia, acest fenomen deschide perspective pentru noi biosenzori. Cu doar un tip de colorant fluorescent sensibil la câmpuri magnetice la scară foarte mică, oamenii de știință pot monitoriza procesele din probele biologice cu o precizie mai mare, sprijinind astfel diagnosticul medical.

Oportunități pentru ecosistemul de inovare din Vietnam

Pe lângă profesorul Friend, la atelier a participat și Dr. Jayshree Seth, om de știință de la 3M Corporation și membru al Comitetului Preliminar al Premiului VinFuture. Faptul că oamenii de știință de renume mondial interacționează direct cu studenții este considerat o oportunitate valoroasă pentru comunitatea tânără de cercetare.

Dr. Jayshree Seth consideră că oamenii de știință trebuie să ajute publicul să vadă că știința este prezentă în fiecare aspect al vieții (Foto: Centrul Media).

Profesorul asociat Huynh Dang Chinh, vicepreședintele Universității de Știință și Tehnologie din Hanoi, a subliniat importanța evenimentului, deoarece acesta contribuie la promovarea ecosistemului de cercetare și inovare al școlii și al Vietnamului.

„Școala speră că astfel de schimburi academice vor inspira noi ambiții științifice în rândul studenților și, în același timp, vor deschide direcții pentru cooperarea dintre grupurile de cercetare ale Politehnicii și partenerii autohtoni și străini”, a subliniat dl Chinh.

Profesorul asociat Huynh Dang Chinh, vicepreședintele Universității de Știință și Tehnologie din Hanoi, a ținut discursul de deschidere (Foto: Centrul Media).

Aceste relatări directe ale unui om de știință de renume mondial despre parcursul său de la laborator la tehnologia de zi cu zi arată că știința materialelor nu este un domeniu îndepărtat. Știința mai are multe de descoperit, iar fiecare generație de tineri cercetători are oportunitatea de a crea noi flăcări pentru viitor.

Săptămâna Științei și Tehnologiei VinFuture 2025, care va avea loc în perioada 2-6 decembrie la Hanoi.

Având tema „Împreună creștem - Împreună prosperăm”, seria de evenimente internaționale anuale din acest an continuă să afirme misiunea VinFuture de a conecta cunoștințele, de a stârni dorința de a servi și de a ridica poziția Vietnamului ca centru pentru promovarea științei și inovației în lume.

Săptămâna include 7 activități principale: discursuri inspiraționale, discuții despre Știință pentru viață; seria de dialoguri VinFuture despre explorarea viitorului; expoziția „Atingerea științei”, ceremonia de decernare a premiilor VinFuture; schimb de experiențe cu câștigătorii premiilor VinFuture 2025; VinUni - Forumul de leadership: Conferința privind inovarea în învățământul superior.

Punctul culminant al evenimentului a fost ceremonia de decernare a premiilor VinFuture 2025, care a avut loc în seara zilei de 5 decembrie la Teatrul Hoan Kiem (Hanoi). Acesta este un eveniment menit să onoreze lucrări științifice remarcabile care au avut un impact pozitiv și durabil asupra a milioane, chiar miliarde de oameni din întreaga lume.

Anul acesta, premiul va fi acordat lucrărilor care aduc umanității valoarea expresiei „Împreună creștem - Împreună prosperăm”, așa cum a fost stabilită și tema, afirmând misiunea VinFuture de a onor inteligența, de a răspândi umanitatea și de a servi viața.

Sursă: 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