Углеродные точки – новое слово в энергоэффективном освещении

Сейчас, когда спрос на энергоэффективные решения постоянно растет, эта инновация открывает новые горизонты для осветительной индустрии, обещая более доступные и экологически чистые альтернативы традиционным технологиям.

Углеродные точки: перспективный материал для будущего освещения

Углеродные точки представляют собой наночастицы, изготовленные из доступных и недорогих материалов – например, лимонной кислоты.

Они обладают рядом преимуществ по сравнению с другими материалами, используемыми в светодиодах:

1. Экологичность и биосовместимость: в отличие от токсичных материалов, используемых в некоторых светодиодах, углеродные точки нетоксичны и безопасны для окружающей среды.
2. Простота и дешевизна изготовления: технология производства углеродных точек относительно проста и не требует дорогостоящего оборудования – благодаря этому их можно будет легко внедрить в массовое производство.
3. Стабильность: углеродные точки обладают высокой устойчивостью к различным растворителям и внешним воздействиям, что обеспечивает долгий срок службы светодиодов.

Полиэтиленгликоль – ключ к увеличению яркости

Основным препятствием на пути широкого использования углеродных точек в светодиодах являлся низкий квантовый выход фотолюминесценции, который определяет яркость излучаемого света. Ученые ИТМО нашли решение этой проблемы, предложив обрабатывать углеродные точки полиэтиленгликолем (ПЭГ) непосредственно в процессе их синтеза.

ПЭГ, являясь доступным и недорогим полимером, выступает в качестве дополнительного источника углерода, который заполняет дефекты в структуре наночастиц и значительно повышает квантовый выход.

Этот инновационный метод позволил увеличить яркость светодиодов на основе углеродных точек до уровня, сопоставимого с яркостью аналогов, изготовленных из более сложных и дорогих материалов.

Результаты и перспективы

Исследования показали, что обработка полиэтиленгликолем значительно улучшает оптические свойства углеродных точек, особенно гидрофильных, у которых квантовый выход увеличивается более чем в два раза.

Светодиоды, созданные на основе обработанных амфифильных углеродных точек, продемонстрировали яркость до 2500 кандел на квадратный метр и высокую устойчивость к циклам включения-выключения и непрерывной работе.

Ученые ИТМО продолжают работу над дальнейшим улучшением характеристик углеродных точек и созданием на их основе более эффективных и долговечных светодиодов. В планах – оптимизация структуры светодиодов, модификация процесса синтеза углеродных точек и использование других полярных полимеров для обработки наночастиц.

Эта разработка открывает новые перспективы для развития энергоэффективного освещения. Углеродные точки, благодаря своей экологичности, доступности и высокой стабильности, могут стать достойной альтернативой традиционным материалам, используемым в светодиодах. Внедрение этой технологии в массовое производство позволит снизить энергопотребление, уменьшить воздействие на окружающую среду и сделать освещение более доступным для всех.