81
В рамках исследований, которые могут привести к новой эре освещения, исследователи из Японии и Германии разработали экологически чистые светоизлучающие электрохимические элементы, использующие новые молекулы, называемые дендримерами, в сочетании с электролитами, полученными из биомассы, и электродами на основе графена. Их результаты были опубликованы в журнале Advanced Functional Materials.
Электролюминесценция - это явление, при котором материал излучает свет в ответ на проходящий электрический ток. Все, начиная с экрана, на котором вы читаете это предложение, и заканчивая лазерами, используемыми в передовых научных исследованиях, является результатом электролюминесценции различных материалов. Из-за ее повсеместности и необходимости в современную эпоху вполне естественно, что обширные ресурсы направляются на исследования и разработки, направленные на совершенствование этой технологии.
"Одним из таких примеров новой технологии являются "светоизлучающие электрохимические ячейки", или LECs", - объясняет доцент Кен Альбрехт из Института химии материалов и инженерии Университета Кюсю и один из руководителей исследования. "Они привлекают внимание из-за их преимущества в стоимости по сравнению с органическими светодиодами, или OLED. Еще одной причиной популярности LECs является их упрощенная структура".
OLED-устройства обычно требуют тщательного наложения нескольких слоев органических пленок, что делает их изготовление сложным и дорогостоящим. С другой стороны, LECs могут быть изготовлены из одного слоя органической пленки, смешанной со светоизлучающими материалами и электролитом. Электрод, соединяющий все это вместе, может быть изготовлен даже из недорогих материалов, в отличие от редких или тяжелых металлов, используемых в OLED. Более того, LEC имеют более низкое напряжение возбуждения, что означает, что они потребляют меньше энергии.
"Наши исследовательские группы изучали новые органические материалы, которые могут быть использованы в LECs. Одним из таких кандидатов являются дендримеры", - объясняет профессор. Рубен Д. Коста из Мюнхенского технического университета, который возглавлял исследовательскую группу в Германии. "Это разветвленные симметричные полимерные молекулы, уникальная структура которых привела к их применению во всем - от медицины до сенсоров, а теперь и в оптике".
Основываясь на своей прошлой работе по разработке дендримеров, исследовательская группа начала модифицировать свои материалы для LECs.
"Разработанный нами изначально дендример имел гидрофобные, или водоотталкивающие, молекулярные группы. Заменив их гидрофильными, или водолюбивыми, группами, мы обнаружили, что срок службы устройства LEC может быть увеличен более чем до 1000 часов, что более чем в 10 раз по сравнению с оригиналом ", - объясняет Альбрехт. "Что делает его еще лучше, так это то, что благодаря нашему сотрудничеству с командой доктора Косты устройство очень экологичное".
В течение многих лет команда Costa в Германии работала над разработкой более дешевых и экологически чистых материалов для светоизлучающих устройств. Одним из материалов, с которым они экспериментировали, является ацетат целлюлозы, распространенное органическое соединение, используемое во всем, начиная от волокон одежды и заканчивая оправами для очков.
"Мы использовали полученную из биомассы ацетат целлюлозы в качестве электролита в нашем новом устройстве LEC и подтвердили, что оно имеет такой же длительный срок службы", - продолжает Коста. "Более того, мы также обнаружили, что графен можно использовать и в качестве электрода. Это жизненно важный шаг к созданию гибких светоизлучающих устройств с использованием экологически чистых материалов".
Команда объясняет, что, хотя их работа является многообещающей, необходимы дополнительные исследования, прежде чем устройства можно будет выпустить на рынок.
"Устройство, которое мы сделали здесь, подсвечивается только желтым цветом, поэтому нам нужно разработать его так, чтобы оно подсвечивалось тремя основными цветами освещения: синим, зеленым и красным. Эффективность люминесценции, то есть яркость света, также требует доработки", - заключает Альбрехт. "Хотя благодаря нашему международному сотрудничеству будущее выглядит светлым".
Ценю ваши идеи.