Odlične barve iz okolju prijaznih kristalov | 2020

Vsebina:

Anonim

Pokrajina je osupljiva. Ker je tako resničen, na trenutek pozabite, da orel, ki kroži nebo, ni izven vašega okna, ampak je na televiziji. Takšne naključno realistične podobe niso samo rezultat prikazovanj visoke ločljivosti na sodobnih napravah; barve igrajo pomembno vlogo, postajajo vedno svetlejše in bogatejše. To je mogoče zaradi majhnih kristalov, imenovanih kvantne točke (QD), ki imajo debelino le nekaj atomov. Ti nanodelci, ki se nahajajo v osvetlitvenih enotah QD LCD zaslonov, ponujajo rog izobilja barv, a imajo tudi drugo izjemno značilnost. "Ena od velikih prednosti kvantnih pik je, da se njihove optične lastnosti lahko selektivno spremenijo s spremembo njihove velikosti," pojasnjuje dr. Armin Wedel z Inštituta za uporabne polimerne raziskave IRA Fraunhofer v Potsdamu v Nemčiji. "To pomeni, da vam ni več treba izdelati treh ločenih materialov za rdeče, zelene in modre barve, zdaj pa je mogoče opraviti samo eno." To prihrani čas in denar.

V zadnjih nekaj letih so raziskovalci Fraunhofer IAP v Potsdamu razvili kvantne pike za stranke v številnih industrijskih sektorjih. Nanodelce izdelujejo s kemično sintezo in jih prilagajajo za vsako uporabo. To na začetku povzroči zelo majhne delce, ki oddajajo modro svetlobo. Pri velikosti nad približno 2 nanometra se barva spremeni v zeleno. Največji kvantni delci, velikosti 7 nanometrov, oddajajo v rdečem spektralnem območju. Trenutno Wedel in njegova ekipa razvijata kvantne pike za osvetlitev zaslona v imenu nizozemske družbe NDF Special Light Products B.V. Te kvantne pike bodo izboljšale barvno upodabljanje in barvno realizacijo zaslonov. Tukaj so kristali izdelani za različne emisijske barve in vgrajeni v plastiko. Te plastike se nato predelajo v filme in vgrajujejo v zaslon kot film za pretvorbo.

Alternativni materiali na osnovi indijevega fosfida

S to nalogo se raziskovalci soočajo z novim izzivom. Evropska komisija trenutno razmišlja o prepovedi kadmija v potrošniškem blagu do leta 2017 zaradi škodljivega vpliva na okolje. Vendar pa se šteje tudi za idealen material za izdelavo kristalov - kvantne pike na osnovi kadmija lahko dosežejo ostrino ozkopasovnega spektra le 20 do 25 nanometrov. Proizvajalci zaslonov po vsem svetu zdaj iščejo primerne nadomestne materiale s podobnimi lastnostmi. Glede na to se zdi, da je Fraunhofer IAP na obetaven način.

"Testiramo kvantne pike na osnovi indijevega fosfida skupaj z NDF Special Light Products," pravi Wedel. Njegova ekipa je že uspela doseči spektralno ostrino 40 nanometrov. Na prvi pogled se to ne zdi predaleč od kakovosti, ki jo je mogoče doseči s kvantnimi pikami na osnovi kadmija, vendar so razlike v verjetnosti barv še vedno prisotne. "To vidimo kot dober prvi mejnik, vendar si še vedno prizadevamo za nadaljnje izboljšave," pravi Wedel. Ta prizadevanja se bodo izplačala, saj proizvajalci televizije niso edini, ki si želijo teh čudnih barv. Obstaja tudi velik tržni potencial za posebne aplikacije, kot so medicinska ali letalska oprema. Poleg tega lahko kvantne pike povečajo učinkovitost sončnih celic ali pa jih lahko uporabimo v bioanalitiki. V takšnih posebnih primerih morajo biti optične značilnosti kvantnih točk natančno konfigurirane glede na posebne zahteve uporabe. "Mi smo v dobrem položaju zahvaljujoč našim bogatim izkušnjam pri proizvodnji kvantnih točk, ki zadovoljujejo posebne zahteve kupcev," pravi Wedel.