FotonMag

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

Jedna z největších výzev, které čelí výrobci elektromobilů a hybridních aut, je nalezení dostatečně kvalitního systému úschovy elektrické energie. Tohoto úkolu by se mohly zhostit i nové lithium iontové akumulátory využívající nanomateriály.

V nedávném výtisku Journal of the American Chemical Society byly uveřejněny výsledky výzkumných týmů z italské univerzity Roma Sapienza a Hanyong v Soulu, které se zabývaly novými možnostmi v oblasti konstrukce Li-ion baterií. Jejich studie vychází z předchozích pokusů s netradičním chemickým složením elektrod Li-ion akumulátorů. V tomto případě vědci použili pro anodu cín s uhlíkem uspořádané do speciální nanostruktury a katoda byla z dioxidu lithno-manganičitého obohaceného niklem a kobaltem. Italští vědci tvrdí, že dosud nikdo nepřišel s takovouto unikátní kombinací materiálů.

Díky použitým materiálům má akumulátor relativně vysoké nominální napětí 4,2V oproti 3,7V u běžných Li-ion. Inovativní složení anody by mělo prodloužit životnost akumulátorů na několik set cyklů bez snížení kapacity. Katoda je zase šetrnější k životnímu prostředí a vykazuje větší stabilitu při nízkých teplotách oproti konvenčním materiálům.

Hlavním přínosem při použití v elektromobilech by tak měl být delší dojezd, vyšší maximální rychlost, nižší cena a celkově vyšší výkon, především za nízkých teplot.

Zdroj: physorg.com

Firma Switch Lighting vyvinula LED žárovky fungující na bázi chlazení inertní kapalinou. LED žárovka by díky této technologii měla zajistit lepší chlazení světelných diod a tím umožnit jejich vyšší příkon. Je designovaná tak, že uvnitř baňky jsou na kovových žebrech připevněny světelné diody a ty jsou obklopeny chladicí kapalinou, která rozvede odpadní teplo do celého povrchu žárovky.

Brett Sharenow, který má ve firmě Switch Lighting celý projekt na starosti, porovnával novou LED žárovku s úspornou LED žárovkou Phillips o příkonu 12W. Zatímco žárovka od Phillipsu vydává světelný tok 830 lm (ekvivalent 60W klasické žárovky), nová kapalinou chlazená LED žárovka s příkonem 16W dosahuje hodnoty až 1150 lm (ekvivalent 75W klasické žárovky).

Žárovky od Switch Lighting vydávají světlo s teplotu chromatičnosti 2750K a indexem podání barev 85, což je odstín světla velmi podobný klasické žárovce. Jako hlavní nevýhoda nové kapalinou chlazené LED žárovky může být větší výrobní náročnost a tím pádem vyšší cena.

Nové LED žárovky byly poprvé představeny na veletrhu Lightfair International ve Filadelfii. Zde výrobce zároveň představil i diodové žárovky se světelným výkonem ekvivalentním klasickým žárovkám s příkonem  60W a 40W. Začátek prodeje nového produktu se plánuje na čtvrtý kvartál roku 2011.

Zdroj: ledsmagazine.com

Na americkém Rensselaer Polytechnic Institute přišli vědci na to, jak zvýšit optickou účinnost zelených LED. Zelené LED dosud svou účinností za modrými a červenými diodami značně zaostávaly, což znesnadňovalo vývoj RGB LED technologií.

Zvýšení účinnosti zelené LED by zlepšilo efektivitu této technologie u pevného osvětlení, televizí a displejů s LED podsvícením. Stejná efektivita červené, modré i zelené LED by zlepšila kvalitu vyzařovaného bílého světla a umožnila lepší barevné podání.

V současných zařízeních s technologií RGB LED jsou na jednu červenou a modrou užity dvě zelené diody. To způsobuje vyšší náklady a spotřebu energie.

Zvýšení účinnosti bylo dosaženo vyleptáním miniaturních “nano” vzorků na safírový substrát používaný při výrobě LED. Takto vyrobené zelené LED vykazovaly zdvojnásobení interní kvantové účinnosti a o 58% vyšší externí světelnou výtěžnost.

Vědci doufají, že celková účinnost zelených LED by se pomocí nového výrobního postupu mohla zhruba zdvojnásobit. Dosud ovšem není zcela jasné, kdy se tyto vědecké poznatky podaří aplikovat do sériové výroby.

Zdroj: ledsmagazine.com

Výzkumníkům z amerického ministerstva zemědělství se díky použití výkonných UV LED podařilo vypěstovat salát s vysokým obsahem antioxidantů.

Při dopadu ultrafialového záření na listy salátu dochází ve vrchních vrstvách listů k tvorbě polyfenolových sloučenin, které UV záření pohlcují. Některé z těchto sloučenin mají červenou barvu a patří do stejné skupiny jako barviva, která nalezneme v některých bobulích či ve slupce u jablek.  Některé polyfenolové sloučeniny, jako quercetin a cyanidin jsou rovněž silnými antioxidanty. Stravě bohaté na antixodanty jsou připisovány pozitivní účinky na lidské zdraví, například zpomalení stárnutí a zlepšení mozkových funkcí.

Pro vypěstování červeného listového salátu s antioxidanty použili výzkumníci výkonné světelné diody vyzařující v UVB spektru (vlnová délka 290-320 nm).  Během experimentu byly rostliny po dobu 43 hodin ozařovány UVB světlem s intenzitou 10mW na metr čtvereční. Po této době byly rostliny pěstované pouze pod UV zářením výrazně červenější než kontrolní skupina pěstovaná pod bílým světlem.

Podrobnější výsledky výzkumu budou představeny na nadcházející konferenci CLEO v USA. Plány pro nasazení do masové výroby zatím nejsou známy.

Zdroj: Laserfocusworld.com

Zařízení PhytO3 od švýcarské společnosti SwissFood Tech Management úspěšně hubí mikrobiologické škůdce na zemědělských plodinách a přitom nijak nezatěžuje životní prostředí.

Princip fungování je založen na rozprašování ozonizované vody a ozařování plodin tvrdým UVC zářením o vlnové délce 254nm. Ozón samotný je velice reaktivní a během zlomku vteřiny dokáže zničit bakterie, viry i plísně. Smícháním ozonu s vodou se vytvoří hydroxilové radikály, jejichž reaktivita je ještě vyšší a výsledný dezinfekční účinek se ještě umocní. Samotné UVC záření je proti mikroorganismům rovněž velmi účinné. Ultrafialové světlo proniká hluboko do buněk a ničí přímo jejich DNA.

Kombinací těchto dvou efektů je výsledný hubící efekt velmi silný. Oproti pesticidům má tato metoda obrovskou výhodu v nulové zátěži pro životní prostředí. Nejdéle po 15 minutách po aplikaci se koncentrace ozónu sníží na bezpečnou úroveň a UV záření po sobě rovněž žádné trvalé stopy nezanechává. Samotné rostliny, nebo malí živočichové se s aplikací dokáží vyrovnat bez problémů.

Primární použití lze očekávat hlavně v takzvaném BIO zemědělství, při pěstování jídla určeného pro dětskou výživu a časem doufejme i v konvenční zemědělské výrobě.

Zdroj: swissfoodtech.com