Se han creado LED de color rojo puro. Noticias gratuitas de la biblioteca técnica

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LED rojos puros creados

14.05.2020

Ingenieros eléctricos de la Universidad de Ciencia y Tecnología King Abdullah han creado LED rojos puros.

La creación de LED rojos puros a partir de cristales de nitruro es una tarea que hasta ahora ha frustrado a los ingenieros. Sin embargo, estos LED son vitales para crear la próxima generación de pantallas micro LED de bajo consumo que coincidan con los OLED y para crear iluminación personalizable en color.

"Los ingenieros eléctricos ya pueden fabricar LED brillantes a partir de diferentes materiales para producir diferentes colores. Pero para mejorar las tecnologías de visualización, los ingenieros deben integrar los tres LED de colores primarios (rojo, verde y azul) en un solo chip", explica el ingeniero eléctrico Daisuke Iida. Esto significa que necesitan encontrar un material que sea adecuado para hacer los tres colores. El material debe ser capaz de reproducir cada color con alta intensidad e idealmente debería tener una salida de alta potencia pero usar un voltaje de batería relativamente pequeño.

Los mejores candidatos para crear los tres colores son una familia de compuestos llamados semiconductores de nitruro. Estos son cristales que contienen nitrógeno que teóricamente podrían usarse para crear LED que emiten luz en longitudes de onda que van desde el ultravioleta hasta el infrarrojo, que incluye todo el espectro visible. Los ingenieros generalmente usan nitruro de galio para hacer LED azules y verdes, pero les tomó mucho tiempo hacer LED rojos brillantes con este dado. "La luz roja era casi imposible de lograr, otros grupos solo pudieron lograr la naranja”, dijo Kazuhiro Okawa, jefe del equipo de investigación. "Ahora hemos desarrollado un sistema de crecimiento de cristales para crear LED rojos puros".

Reemplazar una gran porción de galio con indio da el color rojo deseado, pero esto es difícil de hacer porque el indio se evapora fácilmente del cristal. Entonces, Iida, Okawa y sus colegas diseñaron un reactor con vapor de indio adicional sobre la superficie del cristal, un proceso conocido como deposición de vapor organometálico. Esta presión adicional evita que el indio se escape en el cristal. "Esto nos da una mayor concentración de indio en la superficie. ¡Es nuestro secreto!", dice Okawa.

Pero había otro obstáculo que superar. El indio está formado por átomos más grandes que el galio, por lo que cuando se inyecta crea defectos en el cristal, degradando la calidad de la luz de salida. El desafío del equipo fue agregar aluminio, que tiene átomos pequeños. "La introducción de pequeños átomos reduce la carga sobre el cristal, lo que conduce a una disminución en el número de defectos del cristal", dice Iida.

"Otra ventaja es que los LED funcionan a aproximadamente la mitad del voltaje de sus competidores", dice Okawa. "Esto extenderá la vida útil de la batería".

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Enzima encontrada resolverá el problema de los biocombustibles 18.08.2013

Los científicos han descubierto una enzima que aumenta varias veces la producción de biocombustibles a partir de materiales vegetales. Quizás este descubrimiento haga que los combustibles renovables sean competitivos con el petróleo.

Un equipo internacional de científicos del VIB y la Universidad de Ghent (Bélgica), la Universidad de Dundee (Reino Unido), el Instituto James Hutton (Reino Unido) y la Universidad de Wisconsin (EE. UU.) han descubierto un nuevo gen responsable del proceso de biosíntesis de la lignina. Este es un descubrimiento muy importante, ya que la lignina es el único obstáculo para los biocombustibles baratos.

La lignina es el componente principal de la pared celular secundaria de una planta. Esta sustancia impide el procesamiento eficiente de la biomasa en combustible. La pared celular vegetal está compuesta principalmente de lignina y moléculas de azúcar como la celulosa. Es celulosa que se puede convertir en glucosa, que, a su vez, se procesa por fermentación en alcohol (la base del combustible). Desafortunadamente, debido a la lignina, esto no es fácil de hacer, ya que la lignina mantiene unidas firmemente las moléculas de azúcar. En la naturaleza, esto proporciona rigidez a los tallos de las plantas, que pueden así crecer hacia arriba. La eliminación de la lignina requiere procesos industriales intensivos en energía y perjudiciales para el medio ambiente, lo que hace que los biocombustibles sean caros y, a veces, incluso más dañinos para el medio ambiente que el petróleo.

Si se pudiera encontrar una forma rápida y económica de eliminar la lignina, o si las plantas pudieran desarrollarse con un mínimo de lignina y un máximo de biomasa de crecimiento rápido, esto daría un poderoso impulso al progreso en el campo de la energía verde.

Durante muchos años, los investigadores han estudiado las vías biosintéticas de la lignina en las plantas. Un equipo internacional de científicos que estudia este tema en plantas de Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) ha descubierto una nueva enzima responsable de la producción de lignina. Esta enzima, llamada cafeoil shikimato esterasa o CSE, juega un papel central en la biosíntesis de lignina. La desactivación del gen responsable de la producción de CSE reduce la cantidad de lignina en la planta en un 36 %.

Además, incluso la lignina que queda en la planta tiene una estructura alterada y se elimina más fácilmente de la planta. Como resultado, la desactivación del gen CSE aumenta 4 veces la eficiencia de la conversión directa de celulosa en glucosa de la biomasa vegetal pretratada: del 18 % en las plantas de control al 78 % en las plantas mutantes CSE.

Los científicos han logrado un gran éxito en la mejora de la eficiencia de convertir la biomasa en combustible. Actualmente, los científicos están trabajando para convertir los experimentos de laboratorio en un proceso industrial. Tecnológicamente, no es tan difícil, lo principal es obtener todos los permisos para cultivar plantas genéticamente modificadas. Lo más probable es que inicialmente se utilicen como materia prima plantas naturales de crecimiento rápido y ricas en celulosa, como el chopo, el eucalipto o el mijo.

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