Posvítíme si pomocí uhlíkových nanotrubiček?

6. listopad 2014
Světelný zdroj na bázi uhlíkových nanotrubiček

Světelné zdroje na bázi svítivých diod (LED) v současné době dominují praktickým technologickým inovacím v oboru osvětlovací techniky. Japonští vědci jsou však již o krok dále – vyvíjejí ještě úspornější a pokročilejší světelné zdroje na bázi uhlíkových nanotrubiček.

Obecně se zdá, že elektronika na bázi uhlíkových nanostruktur (zejména uhlíkových nanotrubiček) by za pár desítek let mohla vystřídat dnešní elektroniku, založenou zejména na kovech, polovodičích a křemíku. Vědci z japonské univerzity Tohoku vyvinuli nový plochý světelný zdroj, založený na jednostěnných uhlíkových nanotrubičkách, jejichž hodinová energetická náročnost činí asi jednu desetinu watthodiny, což je výrazně méně než v případě podobných světelných zdrojů na bázi LED.

V časopise Review of Scientific Instruments japonští vědci podrobně popsali výrobu a optimalizaci těchto světelných zdrojů. Svítícím médiem je zde fosforová vrstva, která je sycena systémem jednostěnných uhlíkových nanotrubiček, přičemž obojí slouží jako elektroda v určitém typu světelné diody. Tento systém je v zásadě podobný tomu, jak září wolframové vlákno v běžné žárovce, pouze je zmenšený do mikroskopických rozměrů a je daleko úspornější a řiditelnější. Nebo je podobný mikroskopickým katodovým vakuovým trubicím, ze kterých se kdysi vyráběly vypouklé televizní obrazovky starého typu. Elektrony zde vlivem přiloženého elektrického pole vylétávají z nanotrubiček směrem k fosforové vrstvě, kde se zabrzdí a vyvolají intenzivní produkci stabilního homogenního světla.

Vědci potřebné součástky připravili pomocí speciálního roztoku, kde byly vysoce krystalické jednostěnné uhlíkové nanotrubičky rozpuštěny v organickém rozpouštědle, za přítomnosti další mýdlu podobné chemikálie. Tímto roztokem potřeli místo, které se pak stalo katodou, a následně povrch vyčistili pomocí smirkového papíru. Jako anoda zde slouží další, fosforeskující vrstvička. Použitý výrobní proces je přitom poměrně jednoduchý a levný.

Světelný zdroj na bázi uhlíkových nanotrubiček

Výsledkem je rovinný světelný zdroj, který umí jeden watt příkonu proměnit v 60 lumenů světelného toku. Tato hodnota sice v principu moc nepřekonává konverzní poměry u různých LED či OLED zdrojů, celá technologie je ale teprve v začátcích.

Zdroje: Review of Scientific Instruments, Phys.Org, AIP, Kurzweil AI

autor:Pavel Vachtl
  • Technologie