(PhysOrg.com) - Uma equipe multinacional de cientistas desenvolveu um processo para a criação à base de vidro, diodos emissores de luz inorgânicos (LEDs) que produzem luz na faixa ultravioleta. O trabalho, relatado esta semana no online Nature Communications , é um passo em direção a dispositivos biomédicos com componentes ativos feitos de sistemas nanoestruturados.

LEDs baseados em nanocristais inorgânicos processados ​​por solução têm promessa de uso em diagnósticos ambientais e biomédicos, porque são baratos de produzir, robusto, e quimicamente estável. Mas o desenvolvimento foi prejudicado pela dificuldade de se atingir a emissão ultravioleta. Em seu jornal, Sergio Brovelli, do Laboratório Nacional de Los Alamos, em colaboração com a equipe de pesquisa liderada por Alberto Paleari na Universidade de Milano-Bicocca, na Itália, descreve um processo de fabricação que supera esse problema e abre o caminho para a integração em uma variedade de aplicações.

O mundo precisa de dispositivos emissores de luz que possam ser aplicados em diagnósticos biomédicos e na medicina, Brovelli disse, tanto como plataformas de diagnóstico lab-on-chip ativas ou como fontes de luz que podem ser implantadas no corpo para desencadear algumas reações fotoquímicas. Esses dispositivos podem, por exemplo, ativar seletivamente drogas sensíveis à luz para um melhor tratamento médico ou sondar a presença de marcadores fluorescentes em diagnósticos médicos. Esses materiais precisariam ser fabricados de forma barata, em grande escala, e integrado à tecnologia existente.

O artigo descreve um novo material à base de vidro, capaz de emitir luz no espectro ultravioleta, e ser integrado a chips de silício que são os principais componentes das tecnologias eletrônicas atuais.

Os novos dispositivos são inorgânicos e combinam a inércia química e a estabilidade mecânica do vidro com a propriedade de condutividade elétrica e eletroluminescência (ou seja, a capacidade de um material de emitir luz em resposta à passagem de uma corrente elétrica).

Como resultado, eles podem ser usados ​​em ambientes hostis, como para imersão em soluções fisiológicas, ou por implantação diretamente no corpo. Isso foi possível com o projeto de uma nova estratégia de síntese que permite a fabricação de todos os LEDs inorgânicos por meio de uma abordagem de química úmida, ou seja, uma série de reações químicas simples em um copo. Mais importante, esta abordagem é escalonável para quantidades industriais com um custo inicial muito baixo. Finalmente, eles emitem na região ultravioleta graças ao design cuidadoso dos nanocristais embutidos no vidro.

Em diodos emissores de luz tradicionais, a emissão de luz ocorre na interface nítida entre dois semicondutores. O projeto óxido em óxido usado aqui é diferente, pois permite a produção de um material que se comporta como um conjunto de junções semicondutoras distribuídas no vidro.

Este novo conceito é baseado em uma coleção das estratégias mais avançadas da ciência nanocristal, combinando as vantagens de materiais nanométricos constituídos por mais de um componente. Neste caso, a parte ativa do dispositivo consiste em nanocristais de dióxido de estanho recobertos por uma concha de monóxido de estanho embutida em vidro padrão:ajustando a espessura da concha é possível controlar a resposta elétrica de todo o material.