sexta-feira, 18 de novembro de 2016

LEDs em folhas metálicas limpam água e viabilizam nanofotônica


A tecnologia também permitirá transformar um campo de pesquisa emergente, conhecido como nanofotônica, em uma indústria viável.



UV profundo

Pela primeira vez, diodos emissores de luz (LEDs) foram construídos diretamente sobre folhas finas e flexíveis de metal. Esses LEDs sobre metal emitem luz ultravioleta no espectro conhecido como "UV profundo", a parcela de maior energia, no extremo do espectro ultravioleta. A luz UV profunda já é utilizada por organizações humanitárias e por indústrias para aplicações que vão desde a esterilização de água e de equipamentos médicos e da detecção de agentes biológicos até o endurecimento de plásticos.

O problema é que as lâmpadas convencionais de UV profundo, à base de mercúrio, são muito pesadas para serem transportadas e gastam muita energia, dificultando a fabricação de equipamentos portáteis e de baixo custo. LEDs de UV profundo já haviam sido fabricados antes em escala de laboratório, mas apenas usando semicondutores monocristalinos rígidos e extremamente puros, o que impõe uma enorme barreira de custos para que o material chegue à indústria. A questão é outra com os LEDs construídos diretamente sobre folhas metálicas - a Universidade do Estado de Ohio, onde Brelon May e seus colegas desenvolveram a nova técnica, anunciou que o processo está pronto para ser licenciado para a indústria.

Crescimento epitaxial

O desenvolvimento se baseia na bem conhecida técnica de crescimento de semicondutores conhecida como epitaxia de feixe molecular, na qual elementos vaporizados assentam sobre uma superfície e se auto-organizam em camadas ou nanoestruturas. A técnica de crescimento epitaxial foi usada para cultivar um tapete muito denso de fios de nitreto de gálio e alumínio em pedaços de folhas de metais como titânio e tântalo. Os fios individuais medem cerca de 200 nanômetros de altura e de 20 a 50 nanômetros de diâmetro. Eles brilham quase tanto quanto os LEDs similares fabricados em silício monocristalino, que é rígido e mais caro.

A equipe afirma já estar trabalhando para tornar os LEDs ainda mais brilhantes e, em seguida, tentar crescê-los em folhas de metais mais comuns, como aço e alumínio.

Nanofotônica

Os pesquisadores afirmam que a tecnologia também permitirá transformar um campo de pesquisa emergente, conhecido como nanofotônica, em uma indústria viável. "As pessoas sempre disseram que a nanofotônica nunca será comercialmente importante porque você não pode fabricá-la em larga escala. Bem, agora nós podemos. Podemos fazer uma folha [de componentes nanofotônicos], se quisermos. Isso significa que podemos pensar na nanofotônica com fabricação em grande escala," disse o professor Roberto Myers, coordenador da equipe.

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