Un equipo de investigadores españoles ha fabricado un LED con nanopartículas de silíce luminiscentes, un material derivado de la arena, capaz de emitir luz similar a la del sol. Su aportación fundamental es la producción de luz blanca, que destaca por su estabilidad, excelente calidad y no dañar la vista.
El alto contenido de luz azul que presentan los LED actuales puede ser lesivo para la retina humana, especialmente para los niños, y presenta un impacto negativo en la química del cerebro.
Ahora los investigadores Rubén Costa del Instituto IMDEA Materiales de Madrid, Elena Lalinde y Jesús Berenguer de la Universidad de la Rioja, junto a Javier García de la Universidad de Alicante, han logrado producir nanopartículas de sílice –un material similar a la arena- que emiten luz blanca de gran calidad para una nueva generación de LED híbridos.
Al eliminar la luz azul, esta arena evita los riesgos para la salud de los LED actuales. El desarrollo de nuevas nanopartículas de sílice que emiten luz es uno de los campos más competitivos y con más aplicaciones en la investigación de nuevas fuentes de luz artificial, ya que además de reducir el impacto negativo sobre la vista, pueden fabricarse de forma más respetuosa con el medio ambiente.
"Estos materiales se han ido desarrollando a lo largo de los últimos años, pero nunca antes se había conseguido luz blanca de una sola nanopartícula”, subraya Costa. "Es un nuevo hito en la iluminación artificial: la fabricación de LED que emiten luz similar a la del sol hechos con derivados de arena que son luminiscentes, las nanopartículas de sílice".
Las primeras nanopartículas de organometalo-sílice de emisión blanca, basadas en la formación de puntos organometálicos mezclados de color azul, verde y rojo muestran una excelente estabilidad fotónica y térmica. Se han aplicado para diseñar uno de los diodos emisores de luz blanca más estables que imitan la luz solar. / R. D. Costa, C. Ezquerro et al.- Materials Horizons
Los investigadores de universidad de La Rioja y Alicante han ofrecido su experiencia en el uso de la química de la coordinación, en concreto una técnica llamada sol-gel que permite preparar óxidos metálicos con nuevas propiedades.
Por su parte, el equipo de Costa, uno de los líderes internacionales en el diseño de dispositivos luminiscentes como los LED y el desarrollo de la energía fotovoltaica, aporta sus investigaciones sobre las propiedades de esos óxidos.
La contribución fundamental de este trabajo es que se ha logrado producir luz blanca, que destaca por su estabilidad, excelente calidad y que no daña la vista. Hasta ahora, otros científicos habían logrado producir materiales similares que emitían luz verde, azul o roja, pero no blanca, que es el color clave para su explotación futura.
Récord de estabilidad
Además, los LED preparados con este nuevo material presentan un récord de estabilidad muy por encima de los que se habían desarrollado con anterioridad en otros colores. La luz que emiten estos nuevos diodos es muy similar a la luz solar, lo que consigue también que sea más saludable.
El interés práctico de esta arena emisora de luz blanca es que podría sustituir a los actuales filtros de color basados en tierras raras como el itrio, cuya extracción y explotación causa importantes efectos negativos sobre el medio ambiente.
El trabajo de este equipo de pioneros españoles se ha publicado en la revista Materials Horizons, una de las revistas científicas internacionales más importante en el campo de las aplicaciones de nuevos materiales.
Arena emisora blanca basada en nanopartículas de sílice (derecha) y el encapsulado para LED preparado con este material (izquierda). / IMDEA Materiales
Referencia bibliográfica:
C. Ezquerro, E. Fresta, E. Serrano, E. Lalinde, J. García-Martínez, J. R. Berenguer and R. D. Costa. “White-emitting organometallo-silica nanoparticles for sun-like lightemitting diodes”. Materials Horizons, 2018.
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