FotonMag

Vedle řady typů osvětlení, které se dnes vyskytují na trhu, lze pravděpodobně do budoucna počítat s novým žhavým kandidátem. Vědci se čím dál tím častěji zabývají možnosti využít jako zdroj osvětlení lasery. Zdá se vám to nemožné? Možná budete překvapeni. Lasery jsou totiž poměrně energeticky úsporné a mohly by se stát vážnou konkurencí pro světelné diody.

Před několika týdny jsme informovali o konceptu nového BMW i8, které bude využívat laserová přední světla.  U čelních světel BMW nebude laser vysílán do prostoru přímo, ale projde nejprve luminoforem, který přemění monochromatické laserové světlo na klasické bílé světlo. Účinnost takového světla by měla být dle BMW až 170 lm/W.

Automobilky ale nejsou jediným průkopníkem na poli laserového osvětlení. Možnosti rozvoje laseru pro klasické osvětlení zkoumali nyní i vědci ze Sandia Labs. Zjišťovali, jakým způsobem bude fungovat propojení laserových paprsků čtyř barev: červené, zelené, modré a žluté.  Snažili se ale vyřešit i další problém. Pokud by měl totiž laser osvětlovat místnosti, musí se nějak přeměnit jeho úzký paprsek na plošný. Využili k tomu proto soustavu čoček a zrcadel, přes které paprsek projde.

Nakonec probíhalo testování, kdy se dobrovolníkům ukazovaly objekty nasvícené žárovkami, zářivkami, LED žárovkami i pomocí prototypu laserového svítidla. K překvapení všech byla kvalita laserového osvětlení hodnocena velmi dobře, na podobné úrovni jako u ostatních zdrojů světla. Tím se ukázalo především to, že s laserovým osvětlením bude potřeba do budoucna počítat.

Zdroj: ledsmagazine.com

K létu nepatří pouze slunné pláže, procházky po loukách a opalování, ale bohužel také hmyz, mnohdy velmi otravný. S ochranou právě proti této nepříjemnosti nyní bojuje experimentální fyzik Szabolcs Marka. Přišel se zajímavým nápadem, jak proti hmyzu, a především proti moskytům, bojovat pomocí světelné zdi.

Myslíte si, že bojovat proti hmyzu světlem je nesmysl? Světlo přeci naopak hmyz přitahuje. Ovšem Szabolcs Marka přišel s velmi zajímavým zjištěním. Pokud se pomocí infračerveného laseru vytvoří infračervená světelná zeď, hmyz se ji bojí proletět. Světlo hmyzu nijak neubližuje, při průletu by mu neublížilo, přesto zde funguje jakýsi „psychologický efekt“, strach, který zabraňuje hmyzu světelným tokem proletět. Světlo, které bude před hmyzem ochraňovat, bude umožňovat různá nastavení tvarů, kterým si půjde vymezit chráněný prostor.

Tato ochrana má navíc tu výhodu, že je velmi pacifistická. Při vlastní ochraně člověka totiž hmyz neusmrcuje.

Výzkum je dotován nadací Billa Gatese jedním milionem dolarů. Důvody k tomu jsou zřejmé. Pokud by byl výzkum úspěšný a podařilo by se ho dovést do zdárného konce, tato ochrana by mohla napomoci boji proti malárii v Africe, kterou přenáší právě moskyti, ale i další hmyz. V zemích, jako je například Uganda, kde malárie způsobuje přibližně 20 % všech úmrtí, by takový vynález mohl zachránit deseti tisíce životů.

Zdroj: gizmag.com

Rakovina představuje jeden z nejvýraznějších světových problémů. V současnosti je tato choroba druhou nejčastější příčinou úmrtí na světě. Krom operací se nyní léčí rakovina chemoterapií či radiací. Obě tyto procedury mají ale mnoho vedlejších účinků. Vědci z National Cancer Institute v Marylandu nyní zkoušejí nový způsob léčby rakoviny pomocí infračerveného světla.

Procedura se nazývá fotoimunoterapie. Využívá speciální antirakovinné protilátky obsahující fotocitlivé barvivo. Tyto látky se přichytí na rakovinné buňky a aktivují se až ozářením infračerveným světlem. Rakovinné buňky následně vypálí a zahubí. Fotoimunoterapii zkoušeli dosud vědci pouze na myších.

Barvivo užité v protilátkách může vědcům také sloužit k lepšímu monitorování pokroku rakoviny v těle. Zároveň by mohla být v budoucnu tato procedura využita i pro „dočištění“ rakovinných buněk poté, kdy se při operaci vyjme nádor z těla.

V dosavadním stádiu vývoje by ovšem fotoimunoterapie nemohla být využita pro léčbu větších nádorů. Zatím se totiž řeší problém s tím, jak protilátky následně vyplavit z léčeného těla tak, aby nezpůsobily následné komplikace.

Zdroj: gizmag.com

Při osvětlování určitých prostor je důležité, aby světlo co nejvěrněji zobrazovalo barvy. Hodnotě, která tuto kvalitu osvětlení vyjadřuje, se říká index podání barev (v angličtině se často můžeme setkat se zkratkou CRI – color rendering index). Přirozené sluneční světlo má CRI 100, běžné bílé LED mají CRI kolem 70 a speciální bílé LED pro věrné podání barev mají CRI až kolem 90. Intematix Corporation, společnost která se zaměřuje především na inovace LED technologií, oznámila, že vyvinula luminofor s indexem podání barev 98.

V souvislosti s tím, že nejvyšší hodnotou indexu podání barev je 100, kdy jsou barvy nejpřirozenější, dosáhli v Intematixu skutečně skvělých hodnot a potvrdili své čelní postavení ve zdokonalování luminoforů.

„Dosáhnutí indexu 98 je něco neuvěřitelného,“ říká k tomuto objevu Dr. Yiqun Li, který má dohled nad technologickou sekcí v Intematixu. „Znamená to, že LED svítidlo, ve kterém bude tento luminofor, zobrazí naprosto věrně nasvícené barvy.“

Využití těchto luminoforů je samozřejmě nasnadě. Dokonalou variantou budou LED svítidla s tímto luminoforem především pro muzea a výstavní galerie, ale samozřejmě také pro obchody či nemocnice. Prozatím se nám ale nepodařilo zjistit, kdy se na trhu první LED s novým luminoforem objeví.

Zdroj: ledinside.com

Japonský výzkumný institut synchrotronového záření (RIKEN) úspěšně uvedl do provozu nejvýkonnější rentgenový laser na světě SACLA.  Jedná se teprve o druhé výzkumné zařízení tohoto typu na světě, japonský rentgenový laser však dosahuje až miliardkrát vyšších výkonů s pulzy až tisíckrát kratšími.

Laser pracující v rentgenovém spektru otevírá možnosti pro zkoumání vnitřní struktury molekul a atomů v dosud nevídaném rozlišení. Poskytuje tak příležitost pro nové směry výzkumu při vývoji nových léků či nanotechnologií.

V testovacím režimu se podařilo vytvořit paprsek rentgenového záření o vlnové délce 0,12 nanometrů (1,2 angströmů) a energií 10 keV. Po uvedení do plného provozu koncem roku 2011 vědci očekávají dosažení ještě kratších vlnových délek a vyšších energií.

Zdroj: riken.jp

Pokud jste ještě nikdy neslyšeli o kvantových tečkách, zřejmě byste měli zbystřit. Jedná se totiž o záležitost, která může v blízké budoucnosti velmi ovlivnit vývoj v elektronice a samozřejmě i u světelných diod.

Kvantovým tečkám se někdy říká umělé atomy. Umožňují realizovat na poli elektrotechniky to, co hýbe dnešním fyzikálním světem – separovat elementární částice. Moderní věda již dokáže dávkovat elektrickou energii po jednotlivých elektronech, a to samé se zřejmě díky kvantovým tečkám podaří u fotonů. Poněkud složitěji lze kvantovou tečku popsat jako ohraničenou vodivou oblast velmi malých rozměrů v měřítku nanometrů. Elektrony nacházející se uvnitř poté mají rozdílné kvantové vlastnosti než zbytek polovodiče.

Společnost QMC nyní představila svůj reaktor na výrobu kvantových teček. Problémem totiž prozatím bylo vyrobit kvantovou tečku tak, aby měla ty správné vlastnosti pro elektrotechnické využití. Nový reaktor by měl být schopen využívat k výrobě selenid kademnatý. Reaktor bude produkovat kvantové tečky v průmyslovém množství.

Kvantové tečky by u světelných diod mohly nahradit klasický luminofor. Použitím luminoforu z kvantových teček lze například vyrobit bílé LED se spojitým spektrem a tím pádem kvalitnějším světlem s lepším barevným podáním. Při použití reaktoru od společnosti QMC vychází výroba jednoho gramu kvantových teček na 2500 – 6000 dolarů.

Zdroj: compoundsemiconductor.net

Spojení LED diod s medicínou není právě tím nejčastějším tématem, o kterém se hovoří. Zřejmě se ale situace změní. Tým výzkumníků z Jižní Koreje kolem profesora Keon Jae Lee totiž přišel s novým konceptem, jak pomocí LED diod diagnostikovat přítomnost rakoviny v těle. Právě to dokážou k tělu šetrné a pružné miniaturní LED diody vyrobené z nitridu gallia (GaN). Testy byly úspěšně prováděny na odhalení rakoviny prostaty.

Světelné diody vyráběné z nitridu gallia jsou široce používané např. v LED televizorech, ovšem dosud bylo využití tohoto polovodiče nemožné v ohebných elektronických zařízeních kvůli jeho vysoké křehkosti. Týmu profesora Leea se ovšem povedlo vyvinout postup pro výrobu miniaturních pružných LED a využít je v biosenzoru s funkcí detekce rakoviny. Na jakém principu samotná detekce rakovinných buňek funguje se profesor nezmiňuje.

Různé metody využití LED v medicíně v současnosti zkoumá řada vědeckých týmů. Podle profesora Johna Rogera mohou bio-integrované LED diody pomoci v budoucnu při řešení mnoha otázek ohledně lidského zdraví. Nechme se tedy překvapit, co přinese spojení LED s medicínou.

Zdroj: sciencedaily.com

Rozvoj nevyčerpatelných zdrojů pro výrobu elektřiny je velkým tématem dneška. Stále se hledají nové způsoby, jak přeměnit sluneční svit, vítr či vodu na elektřinu s co nejvyšší účinností. Společnost EMCORE nyní oznámila další průlom v tomto odvětví. Jejich solární panely byly totiž vyneseny na oběžnou dráhu, konkrétně na nízkou oběžnou dráhu. To znamená, že družice, která nese solární panely, se pohybuje mezi 160 až 2000 km nad povrchem země.

Na oběžnou dráhu vynesl solární panely raketoplán Atlantis při svém posledním vzletu do vesmíru. EMCORE vyslal do vesmíru solární panely přeměňující sluneční světlo na elektrickou energii s účinností 33 %, což z těchto panelů činí jedny z absolutně nejúčinnějších solárních panelů, které se kdy ve vesmíru pohybovaly. Jedná se konkrétně o solární panely typu IMM4J, které EMCORE stále zdokonaluje, a v nedávné době byla v laboratořích naměřena účinnost dokonce až 36 %.

Jedním z důvodů, proč EMCORE solární panely do vesmíru poslal, je možnost vědeckého zkoumání toho, jak se budou ve specifickém vesmírném prostředí chovat.

Zdroj: optics.org

Výkon a životnost modrých OLED trápí vědce již nějaký čas. Nyní však američtí a singapurští vědci informovali veřejnost, že našli způsob, jak lze až zdvojnásobit dosavadní teoretickou účinnost modrých OLED. Tento objev by mohl v budoucnu vést k výkonnějším OLED displejům s výrazně delší životností.

Vědci zjistili, že výkonnost modrých OLED lze ovlivnit zvýšením tloušťky emisní vrstvy v diodách spolu s optimalizací koncentrace materiálů vydávajících světlo v této vrstvě. Tím lze dosáhnout až dvojnásobné účinnosti, která v současnosti dosahuje 5 % EQE (zkratka external quantum efficiency – vnější kvantová účinnost).

Slabý výkon modrých OLED byl prozatím nejzávažnějším důvodem, proč zákazníci upřednostňovali LED či LCD displeje namísto OLED displejů. Díky tomuto objevu budou ale výrobci moci na trh přijít v blízké době s OLED produkty, které budou mít naprosto konkurenceschopný výkon, životnost a nízkou spotřebu energie. Ke stolním OLED displejům se hledí s velkým očekáváním, protože by měly nabídnout kvalitnější a přirozenější podání barev než je tomu u LED i LCD displejů.

Zdroj: a-star.edu.sg

Vývoj a zdokonalování OLED technologií stále pokračuje. Nejnovější výsledky svého výzkumu prezentovala i firma OSRAM. Nejzajímavějším výstupem práce vědců je bezesporu OLED panel dosahující účinnosti přeměny elektrické energie na světlo 87 lm/W.

Osram spatřuje v novém OLED panelu zásadní průlom pro budoucí vývoj této technologie. Poprvé se podařilo vyrobit panel s tak vynikající účinností při zachování estetických a technických vlastností. OLED panel má tak i naměřené účinnosti velmi dlouhou životnost, odolnost a extrémní plochost, která je velmi důležitá pro tenkovrstvé využití.

Měření probíhala v podmínkách nastavených tak, aby odpovídaly prostředí, v němž budou OLED panely běžně používány. Hodnoty 87 lm/W dosáhl OLED panel za jasu 1000 cd/m² a teploty chromatičnosti přibližně 4000 K. Při zvýšení jasu na 5000 cd/m² účinnost poklesne na 75 lm/W.

Napájecí elektrody jsou umístěny v celé ploše pod aktivním substrátem a zajišťují rovnoměrné  rozvedení proudu do celé plochy panelu. OLED od Osramu by tak měly mít lepší kvalitu zobrazení, především neproměnnou viditelnost z různých úhlů a jednolitý povrch bez viditelné textury.

Nový produkt již byl zařazen do zkušební výroby, aby byla zjištěna jeho přesná životnost. Tyto výsledky ovšem OSRAM zatím neprozradil. Přesto vedení společnosti sdělilo, že plánuje v nejbližší době spustit jeho průmyslovou výrobu.

Zdroj: ledsmagazine.com