(Phys.org) — Wetenschappers doen het de hele tijd, proberen systemen en structuren van planten en dieren na te bootsen om iets geheel nieuws te vervaardigen. Een groep Zuid-Koreaanse wetenschappers heeft samengewerkt om wat ze bij vuurvliegjes hebben waargenomen te vertalen naar een beter, minder duur, LED-lens. Hun werk bootst in wezen een bioluminescent orgel na voor verlichtingstoepassingen. In navolging van de hedendaagse praktijk van het onderzoeken van biologische systemen, het team probeerde de structuur van de onderbuik van een vuurvlieg te kopiëren naar werk dat kan leiden tot efficiëntere en goedkopere LED-verlichting. Ze schreven in hun paper over een betere antireflectielens voor light-emitting diodes (LED), "Biologisch geïnspireerde LED-lens van cuticulaire nanostructuren van vuurvliegjes, " die onlangs werd gepubliceerd in Proceedings van de National Academy of Sciences .

Een bioluminescent orgaan zoals een vuurvlieglantaarn gebruikt zijn bioluminescentie om een ​​partner aan te trekken. Ze bestudeerden hoe de lantaarnlagen werken om licht door te laten, aandacht besteden aan de ingewikkelde structuur van de vuurvlieglantaarn. Ze gebruikten een scanning elektronenmicroscoop en numerieke analyse. Verdere spectroscopische experimenten onthulden dat de sterk geordende structuur de optische impedantie tussen lucht en de cuticula vermindert, werkt als een antireflectielaag die het verlies van licht vermindert en de efficiëntie verhoogt. Beurtelings, ze creëerden een kunstmatige versie voor gebruik als een krachtige LED-lens.

"De nanostructuren op een LED-lensoppervlak werden vervaardigd met behulp van nanotemplating en herconfigureerbare nanomolding met een groot oppervlak met door warmte geïnduceerde afschuifverdunning. De biologisch geïnspireerde LED-lens, onderscheiden van een lens met een glad oppervlak, verhoogt de lichttransmissie aanzienlijk over zichtbare bereiken, vergelijkbaar met conventionele antireflectiecoating. Deze biologische inspiratie kan nieuwe kansen bieden om de lichtextractie-efficiëntie van krachtige LED-pakketten te verhogen, " Zij schreven.

Ze merkten op dat de conventionele antireflectiecoating van bestaande LED-lampen een duur proces is. Ze zeiden dat conventionele polymeerlenzen voor LED's worden gemaakt door spuitgieten en vervolgens met sputteren een antireflecterende coating toe te voegen. Hun werkwijze verschilde. Ze ontdekten dat ze een antireflecterende plastic lens konden produceren met slechts een spuitgietproces in één stap. Ze zeiden dat dit betekende dat de kosten van efficiënte LED's omlaag zouden gaan. Hun LED-lens is gemaakt met behulp van een op polyurethaan gebaseerde optische hars.

De auteurs van de studie zijn van het Korea Advanced Institute of Science and Technology, Vuurvlieg Instituut, Korea Basis Wetenschapsinstituut, en Korea Research Institute of Standards and Science.

© 2012 Fys.org