Em busca de LEDs brancos mais eficientes

Um grupo internacional de pesquisadores com envolvimento de cientistas brasileiros obteve um importante avanço para o futuro desenvolvimento de LEDs (Light-emitting Diodes ) brancos. Tais dispositivos já começam a revolucionar a indústria de iluminação, tornando-a mais eficiente e amigável ao ambiente.

O tema é da maior importância, como indica a escolha neste ano de 2014 do Prêmio Nobel em Física, concedido aos pesquisadores que desenvolveram os LEDs azuis. Em combinação com os verdes e os vermelhos, eles podem produzir a luz branca, no chamado sistema RGB – mais usual em telas.

Para iluminação alternativa às lâmpadas incandescentes, o sistema atual utiliza a luz monocromática de um LED azul recoberto por uma camada de um material denominado phosphor (não confundir com o elemento P). A luz azul é parcialmente absorvida pelo material, onde gera transições entre níveis eletrônicos tal que luz é emitida na faixa do amarelo. A radiação azul original não absorvida (portanto transmitida) se combina com a amarela, sendo que as cores complementares azul e amarelo produzem visualmente o branco.

Há problemas com o phosphor emissor no amarelo tais como a variabilidade da “temperatura” (fria/azulada ou quente/amarelada) com a voltagem aplicada e com a espessura da camada de recobrimento phosphor. Além disso a composição química do phosphor amarelo envolve terras raras – Európio – pouco abundante na natureza, o que encarece o produto.

Em artigo publicado na "Nature Communications" em 8 de dezembro, uma equipe espalhada por 3 continentes - China, Alemanha, Portugal e Brasil - desenvolve uma rota simples para gerar luz branca de modo altamente eficiente. Baseado em LED ultravioleta comercial, o dispositivo também envolve material que é excitado e emite luz. O material excitado é constituído de nanopartículas híbridas (orgânicas-inorgânicas) cuja emissão cobre grande parte do espectro visível. O resultado da emissão coletiva é a luz branca diretamente. A radiação ultravioleta transmitida é invisível, superando o problema de variabilidade na temperatura da cor, além de outras vantagens para uso industrial e para o meio ambiente, como a composição das nanopartículas envolvendo materiais abundantes e de baixo custo, não-tóxicos.

Segundo os autores, o desempenho deste dispositivo para emissão de luz branca é competitivo e mesmo ultrapassa o dos LED brancos atuais. Participaram do trabalho Ricardo L. Longo e Oscar L. Malta, do Departamento de Química Fundamental da Universidade Federal de Pernambuco.

Para ler o artigo, clique aqui (resumo de acesso livre, texto completo só para assinantes).

 

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