Los creadores de las luces LED azules recibieron el Premio Nobel de Física 2014 por tan innovadora invención. Ahora, parece que les ha salido un duro competidor con un tipo de luz plana que supera a los clásicos LED, ya tan extendidos en nuestra sociedad. El trabajo ha sido publicado en la revista Review of Scientific Instruments.
Los artífices de este nuevo invento son un equipo de científicos de la Universidad de Tohoku (Japón). El punto clave de las luces planas es que están formadas por nanotubos de carbono que tienen una alta eficiencia energética y muy bajo consumo de energía: alrededor de 0,1 vatios por cada hora de funcionamiento, unas 100 veces menos que las luces LED.
Fósforo & Nanotubos de Carbono, mejor que un LED
Según la investigación, el material de estas luces planas se ha construido basándose en una pantalla de fósforo y una sola pared de nanotubos de carbono altamente cristalinos. Luego, ensamblaron el dispositivo con una mezcla líquida de un disolvente orgánico combinado con un producto químico muy parecido al jabón, conocido como agente tensioactivo. Esa mezcla se coloca sobre cada electrodo positivo o cátodo; se rasca la superficie con papel de lija y finalmente se obtiene un panel de luz, la luz plana.
Este material podría permitir la creación de nuevos dispositivos brillantes, de bajo coste y baja potencia, que harían tambalear el dominio de las luces LED. “Nuestro sencillo panel de podría obtener una alta eficiencia de luminosidad, de 60 lúmenes por vatio, lo que supone un excelente potencial para un dispositivo de iluminación con bajo consumo de energía”, afirma Norihiro Shimoi, líder del estudio.
La electrónica basada en el carbono, especialmente los nanotubos de carbono (CNT), se perfila como la sucesora del silicio para la fabricación de materiales semiconductores. Este material puede permitir una nueva generación de dispositivos brillantes, de baja potencia y de bajo coste, que podrían desafiar el dominio de las LED.
En su investigación, publicada en ‘Review of Scientific Instruments’, los científicos japoneses han trabajado en la optimización de este dispositivo, basándose en una pantalla de fósforo y una sola pared de nanotubos de carbono altamente cristalinos (SWCNTs), como electrodos en una estructura de diodo. “Es como un campo de filamentos de tungsteno reducido a proporciones microscópicas”, explica el artículo.
Los expertos han ensamblado el dispositivo con una mezcla líquida de un disolvente orgánico combinado con un producto químico similar al jabón, conocido como agente tensioactivo. Se “pinta” con la mezcla sobre cada el electrodo positivo o cátodo, y se rasca la superficie con papel de lija para formar un panel de luz capaz de producir una corriente grande, estable y homogénea de emisiones con bajo consumo de energía.
“Nuestro sencillo panel podría obtener una alta eficiencia de luminosidad, de 60 lúmenes por vatio, lo que supone un excelente potencial para un dispositivo de iluminación con bajo consumo de energía”, ha apuntado el autor principal del estudio, Norihiro Shimoi.
Funcionamiento
Los expertos han explicado que este nuevo dispositivo tiene un sistema de luminiscencia que funciona más como si fueran tubos de rayos catódicos, con nanotubos de carbono en calidad de cátodos, y una pantalla de fósforo en una cavidad de vacío que actúa como el ánodo.
Bajo un fuerte campo eléctrico, el cátodo emite haces apretados, de alta velocidad de los electrones, a través de sus puntas de nanotubos Sharp, un fenómeno llamado de emisión de campo. Luego, los electrones vuelan por el vacío en la cavidad, y golpean la pantalla de fósforo.
“Hemos encontrado que un cátodo como una pared simple de nanotubos de carbono altamente cristalina y un ánodo con la pantalla de fósforo mejoran la estructura y obtienen una buena homogeneidad de brillo”, ha apuntado Shimoi.
