A régi, makacs probléma
Sokáig úgy tűnt, mintha egy remek alapanyagot találtak volna, de nem tudják rendesen használni. A lantanid nanorészecskék pont ilyenek voltak. Kiválóan bocsátanak ki tiszta, mélyen hatoló infravörös fényt – ezt orvosok és mérnökök is szívesen használnák. Csakhogy elektromosan szigetelnek. Áramot nem lehet beléjük vezetni. Így LED-et sem lehetett belőlük csinálni.
Okos trükk ahelyett, hogy erőltessük
A cambridge-i Cavendish Laboratóriumban másképp közelítettek a dologhoz. Nem próbálták erőszakkal áramot juttatni a nanorészecskékbe. Ehelyett melléjük tettek valamit, ami már vezeti az áramot.
Szerves molekulákat erősítettek a részecskék felületére. Ezek fogják fel az elektromos töltést, majd egy kvantumfolyamaton keresztül adják tovább az energiát a lantanidoknak. A hatékonyság eléri a 98 százalékot. Alig veszik el valami az átadás közben.
„Mintha egy hátsó ajtón keresztül juttatnánk be az energiát” – mondja a kutatást vezető Akshay Rao professzor.
Miért számít ez igazán
Ez a megoldás több területen is megváltoztathatja a dolgokat.
- Orvosi képalkotás: apró, beinjektálható fényforrásokkal lehetne jobban követni a daganatos sejteket. Vagy viselhető szenzorokkal figyelhetik folyamatosan a belső szerveket.
- Adatátvitel: az infravörös fény nagyon szűk sávban jön ki ezekből a LED-ekből. Így kevesebb interferencia keletkezik az üvegcsövekben. Több adat, kevesebb hiba.
- Érzékelők: vegyi anyagok és biológiai jelek pontosabb, érzékenyebb kimutatását teszi lehetővé.
Már működnek a prototípusok
Nem elméleti számításokról van szó. A csapat már készített működő eszközöket. Öt voltos feszültséggel működnek, és a külső kvantumhatékonyságuk 0,6 százalék felett van. Ez első generációs technológiánál nagyon jó eredmény. A kutatók szerint még sok hely van a finomításra.
A módszer nem csak erre jó
A nagy előny az, hogy az elv általános. Más szerves molekulákat és más szigetelő nanorészecskéket is össze lehet párosítani. Így újfajta optoelektronikai eszközöket lehet építeni, amelyeket eddig reménytelennek tartottak.
Valaki megtalálta a megoldást egy régi problémára, és ezzel hirtelen sok „lehetetlen” anyag vált használhatóvá.