(PhysOrg.com) -- Lichtgevende diodes, die halfgeleiders gebruiken om kunstlicht te produceren, elektriciteitsverbruik kan verminderen en de impact van de uitstoot van broeikasgassen kan verlichten. Echter, om deze technologie verder te brengen dan verkeerssignalen en laserpointers naar verlichting voor kantoorgebouwen en woningen -- het grootste verbruik van elektriciteit -- zijn materialen nodig die heldere, wit licht goedkoop en efficiënt. Wit licht is de mix van alle kleuren, of golflengten, in het zichtbare spectrum.

Organische lichtemitterende diodes (OLED's), op basis van organische en/of polymere halfgeleidermaterialen, veelbelovende kandidaten zijn voor algemene verlichtingstoepassingen, omdat ze displays of panelen met een groot oppervlak kunnen bedekken met behulp van goedkope verwerkingstechnieken. Inderdaad, OLED-schermen met één kleur zijn al in de handel verkrijgbaar. Een mix van rood-, groen- en blauw-emitterende materialen kunnen worden gebruikt om wit licht te genereren, maar deze kleurbanden hebben vaak een wisselwerking met elkaar, de prestaties van het apparaat verslechteren en de kleurkwaliteit verminderen.

Het gebruik van polymeer nanodeeltjes om lichtgevende 'inkten' te huisvesten, wetenschappers van de Molecular Foundry, een nanowetenschapscentrum van het Amerikaanse Department of Energy in Berkeley Lab, en de Universiteit van Californië, Berkeley, hebben een dunne film OLED gemaakt met behulp van op iridium gebaseerde gastmoleculen om verschillende kleuren zichtbaar licht uit te stralen. Het polymeer nanodeeltje rond een gast-lichtzender dient als een 'niet storen'-teken, het isoleren van gastmoleculen van elkaar. Elke gast kan dan licht uitstralen zonder vervelende interacties met naburige nanodeeltjes, resulterend in witte luminescentie.

"Deze eenvoudige en heldere benadering voor het bereiken van locatie-isolatie op nanoschaal van fosforen opent een nieuwe deur voor gemakkelijke verwerking van witte OLED's voor solid-state verlichting, " zei Biwu Ma, een stafwetenschapper bij de Molecular Foundry's Organic Nanostructures Facility die heeft bijgedragen aan deze studie. Met dit proof-of-concept-apparaat onder hun riem, Ma en zijn collega's zijn van plan om de verhouding van elk kleurennanodeeltje in de OLED te variëren om de efficiëntie en helderheid te verbeteren. Wit licht van OLED's kan worden aangepast van koeler tot warmer wit, waardoor deze materialen gemakkelijk te gebruiken zijn in kantoor- of thuisomgevingen. Gebouwen zijn verantwoordelijk voor meer dan 40 procent van de CO2-uitstoot in de Verenigde Staten, dus het vervangen van zelfs maar een fractie van conventionele verlichting door OLED's kan resulteren in een aanzienlijke vermindering van het elektriciteitsverbruik.

Een paper waarin dit onderzoek wordt gerapporteerd met de titel, "Site-isolatie van emitters binnen verknoopte polymeernanodeeltjes voor witte elektroluminescentie, ” verschijnt in het journaal Nano-letters .