Uma tecnologia de iluminação de baixo custo e fácil de fabricar pode ser feita com células eletroquímicas emissoras de luz. Essas células são dispositivos eletrônicos e iônicos de filme fino que geram luz após a aplicação de uma baixa voltagem. Pesquisadores da Universidade Técnica de Munique (TUM) e da Universidade de Turim usaram agora uma extensa análise de dados para criar células eletroquímicas de primeira classe a partir de complexos de cobre que emitem luz azul e branca.
As células eletroquímicas emissoras de luz (LECs) são os dispositivos de iluminação de película fina mais simples e menos caros disponíveis até hoje. Eles consistem em uma única camada ativa. Eles são usados, por exemplo, como tintas eletroluminescentes e adesivos.

O efeito da eletroluminescência foi demonstrado pela primeira vez em 1905. Naquela época, dois cientistas detectaram a presença de luz sob tensão aplicada em vários minerais e metais e foram capazes de correlacionar a intensidade com a geração de tensão e calor. Seus protótipos são considerados os primeiros LEDs. "No entanto, o uso técnico do efeito só se tornou possível mais tarde e enquanto os conhecidos diodos emissores de luz ou LEDs são dispositivos semicondutores que emitem luz quando uma tensão elétrica é aplicada, as células eletroquímicas emissoras de luz ou LECs que estamos olhando seguem um princípio diferente", explica Rubén D. Costa, Professor de Materiais Biogênicos Funcionais da TUM.

A transição do laboratório para o mercado real é difícil até agora

Os grupos de pesquisa do professor Ruben D. Costa do TUM Campus Straubing for Biotechnology and Sustainability e da professora Claudia Barolo da Universidade de Turim desenvolveram agora a primeira abordagem para o desenvolvimento de emissores LEC nas chamadas camadas ativas. Com base em complexos de cobre(l), esses LECs criam excelente luz azul e branca.

"O desenvolvimento de dispositivos baratos que emitem luz branca e azul é altamente desejado e traz muitos benefícios. No entanto, a falta anterior de emissores azuis dificultou a transição do laboratório para o mercado real. Assim, a criação de emissores azuis é uma um marco na iluminação de filme fino. Quando os dispositivos azuis estiverem aqui, poderemos fabricar dispositivos de luz branca com relativa facilidade", diz o professor Costa. São precisamente os emissores azuis que os grupos de pesquisa conseguiram agora criar.

Ciência de dados como uma nova abordagem

Os grupos de pesquisa de Straubing e Turin usaram com sucesso ferramentas de ciência de dados para estabelecer uma relação estatística entre a estrutura de raios-X e as características eletrônicas dos ligantes dimina e difosfina dos complexos de cobre(l). Ao mesmo tempo, eles estudaram os parâmetros estruturais e eletrônicos e suas inter-relações para determinar a cor de emissão, eficiência e luminescência dos dispositivos.

Após extensa avaliação de dados de várias abordagens conhecidas, surgiu um novo design para LECs azuis que oferecem excelente desempenho em comparação com dispositivos com emissores convencionais.

LECs brancos de alto desempenho com complexos de cobre(l)

"Com os novos LECs azuis de alto desempenho, podem ser realizados LECs brancos de camada única de cobre(l) com luz branca de alta qualidade e um índice de reprodução de cores de 90", diz a professora Claudia Barolo da Universidade de Turim. O índice de reprodução de cores indica como as cores naturais dos objetos iluminados aparecem sob uma determinada fonte de luz e tem um valor máximo de 100, portanto, um valor de 90 já é muito bom.

Este trabalho aponta para uma nova maneira de agilizar o design de emissores e camadas ativas na iluminação de filme fino. “Estamos convencidos de que nosso modelo analítico é um primeiro passo para métodos avançados de aprendizado de máquina para o design fino de outros compostos ativos também”, afirma o professor Costa. + Explorar mais

Componentes LEC flexíveis para emissão de luz eficiente