Het probleem dat niemand kon oplossen
Sommige materialen lijken perfect, maar laten zich gewoon niet gebruiken. Dat gold jarenlang voor een bijzondere groep nanodeeltjes: de lanthaniden.
Ze geven een extreem zuiver en stabiel licht af in het infrarood. Dat licht dringt diep door menselijk weefsel heen. Precies wat je wilt als je zonder operatie in het lichaam wilt kijken. Alleen: deze deeltjes geleiden geen stroom. Elektriciteit stuit op een muur. Daardoor kon je er geen LED van maken.
Het resultaat? Een prachtig materiaal zonder praktische toepassing.
De slimme omweg
Onderzoekers van het Cavendish Laboratory in Cambridge kozen voor een andere aanpak. Ze probeerden de nanodeeltjes niet direct te voeden met elektriciteit. In plaats daarvan bouwden ze een soort brug ernaast.
Ze plakten organische moleculen aan het oppervlak van de nanodeeltjes. Die moleculen nemen de stroom op en geven de energie verder door aan het nanodeeltje. Via een quantumproces natuurlijk. De overdracht verloopt razendsnel en met een efficiëntie van meer dan 98 procent.
Het voelt als een achterdeur die opeens wel opengaat. De moleculen vangen de elektrische impuls en fluisteren hem verder naar het nanodeeltje.
Wat dit verandert
Dit nieuwe type LED kan veel betekenen.
In de geneeskunde. Een klein, injecteerbaar lichtje zou chirurgen kunnen helpen bij het opsporen en verwijderen of de detectie van kankercellen. Of een draagbare sensor die organen continu in het oog houdt. De zuivere infraroodlichtbron maakt diepere en meer precieze metingen mogelijk.
In dataverkeer. In fiberoptische kabels kunnen verschillende lichtgolflengtes elkaar verstoren. Met deze nieuwe LEDs verdwijnt dat probleem bijna helemaal. Minder interferentie, minder data-errors en een stabieler internet.
In sensoren. Of je nu toxicologische stoffen of biochemische markers detecteert – een zuiverder en stabieler lichtsignaal maakt apparaten veel gevoeliger en betrouwbaarder.
De eerste resultaten
De groep heeft al prototypes gebouwd. Ze draaien op 5 volt en bereiken al een externe quantum-efficiëntie van 0,6 procent. Dat is sterk voor een eerste poging. En de onderzoekers zien nog veel ruimte om te verbeteren.
Dit is het soort resultaat dat wetenschappers optimistisch maakt: een nieuwe methode waarvan de eerste exemplaren al beter presteren dan iedereen had verwacht.
Wat nog meer mogelijk is
De methode werkt met een principe. Je kunt verschillende moleculen en nanodeeltjes combineren om LEDs te maken voor andere toepassingen. Volgens de betrokkenen is er nu een celblokkenbox geopend voor opto-elektronica. De techniek maakt het mogelijk,原来