Vooruitgang aan de Oregon State University in de productietechnologie voor "quantum dots" kan binnenkort leiden tot een nieuwe generatie LED-verlichting die een gebruiksvriendelijker wit licht produceert, terwijl minder giftige materialen en goedkope productieprocessen worden gebruikt die profiteren van eenvoudige microgolfverwarming.

De kosten, milieu, en prestatieverbeteringen kunnen eindelijk solid-state verlichtingssystemen produceren die consumenten echt leuk vinden en het land helpen zijn verlichtingsrekening bijna te halveren, onderzoekers zeggen, vergeleken met de kosten van gloeilampen en tl-verlichting.

Dezelfde technologie kan ook op grote schaal worden toegepast in verbeterde verlichtingsdisplays, computerschermen, smartphones, televisies en andere systemen.

Een sleutel tot de vooruitgang, die zijn gepubliceerd in de Tijdschrift voor onderzoek naar nanodeeltjes , is het gebruik van zowel een "continue stroom" chemische reactor, en microgolfverwarmingstechnologie die conceptueel vergelijkbaar is met de ovens die deel uitmaken van bijna elke moderne keuken.

Het continue stroomsysteem is snel, goedkoop, energiezuinig en zal de productiekosten verlagen. En de microgolfverwarmingstechnologie zal een probleem aanpakken dat tot nu toe een breder gebruik van deze systemen heeft tegengehouden, dat is een nauwkeurige controle van de warmte die nodig is tijdens het proces. De microgolfbenadering zal zich vertalen in de ontwikkeling van nanodeeltjes die precies de juiste grootte hebben, vorm en compositie.

"Er zijn verschillende producten en technologieën waarop kwantumstippen kunnen worden toegepast, maar voor massaal consumentengebruik, misschien wel de belangrijkste is verbeterde led-verlichting, " zei Greg Herman, een universitair hoofddocent en chemisch ingenieur aan het OSU College of Engineering.

"Misschien kunnen we eindelijk goedkope, energiezuinige LED-verlichting met de zachte kwaliteit van wit licht die mensen echt willen, "Zei Herman. "Tegelijkertijd deze technologie zal niet-toxische materialen gebruiken en de verspilling van de gebruikte materialen drastisch verminderen, wat zich vertaalt in lagere kosten en milieubescherming."

Enkele van de beste bestaande LED-verlichting die nu op industrieel niveau wordt geproduceerd, Herman zei, gebruikt cadmium, die zeer giftig is. Het systeem dat momenteel bij OSU wordt getest en ontwikkeld, is gebaseerd op koper-indiumdiselenide, een veel goedaardiger materiaal met een hoge energieomzettingsefficiëntie.

Quantum dots zijn nanodeeltjes die kunnen worden gebruikt om licht uit te stralen, en door de grootte van het deeltje nauwkeurig te regelen, de kleur van het licht kan worden geregeld. Ze worden al een tijdje gebruikt, maar kunnen duur zijn en hebben geen optimale kleurcontrole. De fabricagetechnieken die bij OSU worden ontwikkeld, die moeten kunnen opschalen naar grote volumes voor goedkope commerciële toepassingen, zal nieuwe manieren bieden om de precisie te bieden die nodig is voor een betere kleurcontrole.

Ter vergelijking, sommige systemen uit het verleden om deze nanodeeltjes te maken voor gebruik in optica, elektronica of zelfs medische biologie zijn traag geweest, duur, soms giftig en vaak verspillend.

Ook andere toepassingen van deze systemen zijn mogelijk. Mobiele telefoons en draagbare elektronische apparaten verbruiken mogelijk minder stroom en gaan veel langer mee als ze worden opgeladen. "Taganten, " of verbindingen met specifieke emissies van infrarood of zichtbaar licht, kan worden gebruikt voor nauwkeurige en onmiddellijke identificatie, inclusief controle van valse biljetten of producten.