Bu teknolojik atılım her şeyi değiştirebilir.

Bir ışık yayan diyot (LED), üzerine elektrik akımı uygulandığında ışık yayan bir ışık kaynağıdır.

LED teknolojisi, dev televizyon ekranlarından günlük ampullere kadar modern yaşamın vazgeçilmez bir parçası haline geldi. Kullanıcılar OLED ve QLED gibi daha yeni teknolojilere de aşina.

Engelleri yıkmak

Aynı parlaklığa sahip akkor ve kompakt floresan lambalarla karşılaştırıldığında, LED ampuller sırasıyla elektriğin yalnızca 1/10'unu ve 1/2'sini kullanır ve kullanım ömrü çok daha uzundur.

Yaygın kullanımına rağmen, bu malzemenin ölümcül bir kusuru var: elektriğin içinden geçmesine izin vermiyor. Ancak, Cambridge Üniversitesi'ndeki Cavendish Laboratuvarı'ndan yapılan yeni bir araştırma bunu değiştirdi.

Özellikle, bilim insanları bu yalıtkan parçacıkları elektrik iletmeye ve ışık yaymaya zorlamanın bir yolunu buldular ve böylece optoelektronik teknolojisi için yeni bir sayfa açtılar.

Bu keşfin odak noktası, yalıtkan lantanit nanopartikülleridir (LnNP'ler). Bu parçacıklar, neodim ve iterbiyum gibi nadir toprak elementleri içerir. Dikkat çekici özellikleri, uyarılmaya maruz kaldıklarında son derece parlak ışık yayabilmeleridir.

Bilim insanları, LED'lerin elektrik iletmesini ve ışık yaymasını sağlayacak bir yöntem buldular ve böylece optoelektronik teknolojisinde yeni bir sayfa açtılar. Fotoğraf: Camila Prieto.

Ancak bunlar yalıtkandır. Daha önce bilim insanları bunların elektrik iletmesini sağlayamamışlardı. Önceki girişimler, elektrik yükünü içerideki lantanit iyonlarıyla temas ettirmek için son derece yüksek sıcaklıklar veya son derece yüksek voltajlar gerektiriyordu.

Bu engel nedeniyle, LnNP'lerin daha önce sınırlı uygulamaları vardı ve bunlar çoğunlukla elektrik enerjisine dayanmayan derin doku görüntüleme alanında kullanılıyordu.

Cambridge'deki araştırma ekibi, bu yalıtıcı "duvarı" aşmak için farklı bir yaklaşım seçti. Isı veya basınçla delmeye çalışmak yerine, daha incelikli bir yaklaşım olan hibritleşmeyi tercih ettiler.

Özellikle, bilim insanları 9-ACA adı verilen organik bir boya kullandılar. Bu boya molekülleri, LnNP'lerin yüzeyindeki yalıtım tabakasını değiştirmek için kullanıldı.

Bu dış katmanın değiştirilmesi, özel bir şarj tekniğine olanak tanır. Bilim insanları bu yeni organik katmana elektron enjekte ederler. Bu işlem, elektronların uyarılmış hali olan eksitonları oluşturur. Buradan enerji, içerideki lantanit iyonlarına aktarılır ve onların parlamasına neden olur.

Bu çalışma ayrıca, önceki deneylerdeki en büyük engelin LnNP'lerin enerji aralığı olduğunu da ortaya koymaktadır.

Cambridge Üniversitesi araştırma ekibi, yalıtım katmanını organik bir malzemeyle değiştirerek bu açığı kapatmayı başardı ve elektrik enerjisinin verimli bir şekilde ışık yayılımını tetiklemesini sağladı.

Biyomedikal teknolojinin geleceği için büyük bir atılım.

Bu hibritleştirme sürecinin sonuçları gerçekten etkileyici. Yeni LED'ler (LnLED'ler olarak da bilinir) neredeyse mükemmel saflıkta yakın kızılötesi (NIR) ışık üretiyor.

Aslında, yapılan testlerde bu hibrit LED, piyasadaki mevcut organik NIR LED'lerin çoğundan daha iyi performans gösterdi. Dahası, hem spektral darlık (renk saflığı) hem de enerji verimliliği açısından üstünlük sağladı.

Bu keşif, salt laboratuvar teorisinin ötesine geçerek, özellikle tıp ve biyomedikal teknoloji alanlarında sayısız pratik uygulamanın önünü açıyor.

Günümüzde, vücudun derinliklerine bakmak için doktorlar genellikle röntgen veya MR kullanmak zorunda kalıyor. Görünür ışık kullanan diğer optik yöntemler ise deri ve kan tarafından engelleniyor.

Öte yandan, yakın kızılötesi (NIR) ışık, normal ışığa göre cilde ve yumuşak dokuya daha kolay nüfuz edebildiği için "biyolojik pencere" kapsamına girer.

Yeni LED teknolojisi, neredeyse mükemmel saflıkta yakın kızılötesi (NIR) ışık üretiyor. Bu, tıp alanında yeni ufuklar açıyor; çünkü derinin derinliklerinde bulunan iç organlar veya kan damarları, yalnızca LnLED içeren cilt yamaları kullanılarak doğru bir şekilde izlenebiliyor. Fotoğraf: Specim.

Ancak, günümüzde kullanılan organik ışıldayan malzemeler genellikle kısa bir süre maruz kaldıktan sonra ışık sızdırarak uzun vadeli izlemeyi aksatmaktadır.

Nadir toprak elementlerinin kararlılığı sayesinde, LnLED teknolojisi bu sorunun tamamen üstesinden gelmeyi ve solmaya karşı dayanıklı tıbbi görüntüleme cihazlarının oluşturulmasını sağlayarak vücut dokularının her zamankinden daha net bir şekilde gözlemlenmesine olanak tanımayı vaat ediyor.

Doktorlar, LnLED içeren cilt bantlarını kullanarak, invaziv işlemlere gerek kalmadan, cildin derinliklerinde bulunan iç organların veya kan damarlarının durumunu günlerce sürekli olarak izleyebilirler.

Dahası, organik ve inorganik malzemelerin birleşimi daha esnek ve dayanıklı cihazlar ortaya çıkarıyor. Daha da önemlisi, araştırma ekibi bu yöntemin diğer yalıtım malzemelerine de kolayca uygulanabileceğini ve bir dizi yeni deney ve buluşun önünü açabileceğini belirtti.

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