p Os pesquisadores demonstraram diodos emissores de luz branca (LEDs) baseados em nanomateriais que exibem uma eficiência luminosa recorde de 105 lumens por watt. A eficiência luminosa é uma medida de quão bem uma fonte de luz usa a energia para gerar luz. Com mais desenvolvimento, os novos LEDs podem atingir eficiências acima de 200 lumens por watt, tornando-os uma fonte de iluminação com eficiência energética promissora para residências, escritórios e televisores. p "LEDs eficientes têm grande potencial para economizar energia e proteger o meio ambiente, "disse o líder de pesquisa Sedat Nizamoglu, Universidade Koç, Turquia. "Substituir fontes de iluminação convencionais por LEDs com uma eficiência de 200 lumens por watt diminuiria a eletricidade global consumida para iluminação em mais da metade. Essa redução é igual à eletricidade gerada por 230 usinas de carvão de 500 megawatts típicas e reduziria as emissões de gases de efeito estufa em 200 milhões de toneladas. "

p Os pesquisadores descrevem como criaram os LEDs brancos de alta eficiência em Optica , O jornal da Optical Society para pesquisas de alto impacto. Os novos LEDs usam LEDs azuis disponíveis comercialmente combinados com lentes flexíveis preenchidas com uma solução de partículas semicondutoras de tamanho nanométrico chamadas de pontos quânticos. A luz do LED azul faz com que os pontos quânticos emitam verde e vermelho, que se combina com a emissão azul para criar luz branca.

p "Nossos novos LEDs alcançaram um nível de eficiência mais alto do que outros LEDs brancos baseados em pontos quânticos, "disse Nizamoglu." Os métodos de síntese e fabricação para fazer os pontos quânticos e os novos LEDs são fáceis, barato e aplicável para produção em massa. "

p Vantagens dos pontos quânticos

p Para criar luz branca com os LEDs de hoje, as luzes azul e amarela são combinadas pela adição de um revestimento amarelado à base de fósforo aos LEDs azuis. Como os fósforos têm uma ampla faixa de emissão, de azul para vermelho, é difícil ajustar com sensibilidade as propriedades da luz branca gerada.

p Ao contrário de fósforos, os pontos quânticos geram cores puras porque eles emitem apenas em uma parte estreita do espectro. Essa emissão estreita torna possível criar luz branca de alta qualidade com temperaturas de cor precisas e propriedades ópticas, combinando pontos quânticos que geram cores diferentes com um LED azul. Os pontos quânticos também trazem a vantagem de serem fáceis de fazer e a cor de sua emissão pode ser facilmente alterada aumentando o tamanho da partícula semicondutora. Além disso, pontos quânticos podem ser usados ​​com vantagem para gerar fontes de luz branca quente, como lâmpadas incandescentes, ou fontes brancas frias, como lâmpadas fluorescentes típicas, alterando a concentração de pontos quânticos incorporados.

p Embora os pontos quânticos embutidos em um filme sejam usados ​​atualmente em televisores LED, esta abordagem de iluminação não é adequada para uso generalizado em aplicações de iluminação geral. Transferir os pontos quânticos em um líquido permitiu aos pesquisadores superar a queda problemática na eficiência que ocorre quando os nanomateriais são incorporados em polímeros sólidos.

p A produção de LEDs brancos eficientes requer pontos quânticos que convertem com eficiência a luz azul em vermelha ou verde. Os pesquisadores realizaram mais de 300 reações de síntese para identificar as melhores condições, como temperatura e tempo de reação, para fazer pontos quânticos que emitem em cores diferentes enquanto exibem eficiência ideal.

p "A criação de luz branca requer a integração da quantidade adequada de pontos quânticos, e mesmo se isso for realizado, há um número infinito de azul, combinações verdes e vermelhas que podem levar ao branco, "disse Nizamoglu." Nós desenvolvemos uma simulação baseada em uma abordagem teórica que relatamos recentemente e a usamos para determinar as quantidades apropriadas e as melhores combinações de cores de pontos quânticos para geração eficiente de luz branca. "

p Para fazer os novos LEDs, os pesquisadores preencheram o espaço entre uma lente de polímero e um chip de LED com uma solução de pontos quânticos que foram sintetizados pela mistura de cádmio, selênio, zinco e enxofre em altas temperaturas. Os pesquisadores usaram um tipo de silicone para fazer a lente porque sua elasticidade permitia injetar soluções na lente sem que nenhuma solução vazasse. e a transparência do material possibilitou a transmissão de luz necessária.

p Os pesquisadores mostraram que seus LEDs brancos de base líquida poderiam alcançar uma eficiência o dobro dos LEDs que incorporam pontos quânticos em filmes sólidos. Eles também demonstraram seus LEDs brancos usando-os para iluminar uma tela de 7 polegadas.

p "Os pontos quânticos são uma grande promessa para aplicações de iluminação eficientes, "disse Nizamoglu." Ainda há um espaço significativo para o desenvolvimento de tecnologia que geraria abordagens mais eficientes para a iluminação. "

p Como uma próxima etapa, os pesquisadores estão trabalhando para aumentar a eficiência dos LEDs e querem atingir altos níveis de eficiência usando materiais ecológicos que não contêm cádmio e chumbo. Eles também planejam estudar os LEDs líquidos em diferentes condições para garantir que sejam estáveis ​​para aplicações de longo prazo.