(Phys.org) —Light-emitting diodes, of LED's, zijn de meest efficiënte en milieuvriendelijke gloeilampen op de markt. Maar ze hebben een hogere prijs vooraf dan andere lampen, vooral degenen met warmere en aantrekkelijkere tinten.

Onderzoekers van de Universiteit van Washington hebben een materiaal gemaakt waarvan ze zeggen dat het led-lampen goedkoper en groener zou maken om te produceren. de prijs naar beneden drijven. Hun op silicium gebaseerde nanodeeltjes verzachten het blauwe licht dat wordt uitgestraald door LED's, het creëren van wit licht dat meer op zonlicht lijkt.

Het bedrijf, LumiSands, begon als een afstudeerproject voor CEO Chang-Ching Tu, die is gepromoveerd in elektrotechniek aan de UW en net een postdoctoraal onderzoeker in materiaalkunde en techniek heeft afgerond. Deze lente, de start-up die voortkwam uit het UW Centre for Commercialization, een proces waarvan de twee oprichters hopen dat het zal leiden tot het ondertekenen van een commercialiseringslicentie voor de technologie.

LED's geven licht af wanneer elektronen door een halfgeleidermateriaal bewegen. Ze zijn efficiënter dan standaard gloeilampen of tl-lampen, maar ze zijn ook duurder. Dat komt mede doordat binnen elke LED-lamp, dure stoffen die bekend staan ​​als fosforen van zeldzame aardelementen, helpen het harde blauwe licht dat LED's van nature uitstralen, te verzachten.

Maar deze zeldzame aardelementen zijn gevaarlijk om te extraheren en te verwerken. China controleert bijna de hele markt voor deze materialen, die de afgelopen jaren de gemiddelde prijs heeft verviervoudigd.

Dat is waar LumiSands om de hoek komt kijken. Het bedrijf gebruikt silicium, afgeleid van zand, in plaats van zeldzame-aarde-elementen om een ​​deel van het blauwe licht van leds om te zetten in groen, geel en rood. Het resulterende licht lijkt meer op zonlicht.

Het team van twee is van plan om rechtstreeks te verkopen aan fabrikanten van ledlampen die willen overstappen van steeds duurdere materialen om de lampen te maken.

"Hopelijk, fabrikanten zouden traditionele zeldzame-aarde-elementen kunnen vervangen door ons materiaal met minimale extra stappen, " zei JiHo, een UW-promovendus in elektrotechniek en medeoprichter van LumiSands. "Het wordt goedkoper betere kwaliteit verlichting voor gebruikers."

Gloeilampen geven licht dat het meest lijkt op zonlicht – en het gemakkelijkst voor onze ogen – maar de lampen zijn inefficiënt en produceren veel warmte. TL-lampen, meestal gezien als lange buizen in kantoorverlichtingsarmaturen, zijn efficiënter dan gloeilampen, maar ze bevatten kwik, gezondheids- en milieuproblemen opleveren.

LumiSands etst deeltjes van nanogrootte af van wafels silicium. Het element, die meestal geen licht uitstraalt, kan gaan gloeien wanneer de kristallijne deeltjesgrootte kleiner is dan 5 nanometer. Het oppervlak wordt versterkt door een nat-chemisch proces. Wanneer de rood-emitterende silicium nanodeeltjes worden toegevoegd aan LED-lampen, het licht wordt zachter en warmer van tint.

"Het mooie van onze technologie is om een ​​zeer efficiënt fluorescerend materiaal te creëren door silicium te gebruiken in plaats van zeldzame aardelementen of andere soorten halfgeleiders van zware metalen, "Zei Tu. "Het productieproces kan worden uitgevoerd in een eenvoudige laboratoriumomgeving en is eenvoudig op te schalen."

LumiSands is van plan de rode technologie aan te passen voordat hij overgaat op andere kleuren zoals geel en groen, waardoor LED's een wit licht kunnen werpen zonder zeldzame aardelementen.

Het bedrijf heeft financiering ontvangen van de National Science Foundation, de Washington Research Foundation en het W Fund. Het kreeg een eervolle vermelding in de 2012 Foster School of Business Environmental Innovation Challenge en een topprijs in het 2012 Jones Milestones/Foster Accelerator mentorschapprogramma.

Nutsvoorzieningen, LumiSands voltooit een prototype van de technologie en stuurt monsters naar partners in de verlichtingsindustrie voor evaluatie. Het zal een aanvraag indienen voor concurrerende fase twee NSF-financiering, die het bedrijf binnen een jaar zou kunnen lanceren in de richting van de productie van zijn technologie.