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Sony presenta SmartTV con tecnología de puntos cuánticos
En algunos modelos los Sony Bravia LCD TV, han incorporado tecnología de puntos cuánticos para impulsar las ventas de estos televisores de gama alta al presentar excepcionalmente mejoras en el color. La tecnología es de la compañía con sede en Massachusetts, QD Vision, la tecnología implica nanopartículas conocidas como puntos cuánticos. Mejoran significativamente la visualización de colores para el nuevo televisor Sony.
«Mediante la integración del componente óptico de QD Vision IQ Color con tecnologías de visualización exclusivas de Sony, los televisores Bravia logran una gama significativamente más amplia de color, que proporciona una experiencia visual mucho más natural y viva», dijo Masashi Imamura, presidente de entretenimiento Hogar y Pequeña Empresa de Sound Group, de Sony, en un comunicado de prensa.
La tecnología de QD Vision trabaja con las principales aplicaciones de LCD, incluyendo televisores LCD, monitores LCD y pantallas de móviles. La tecnología aprovecha las propiedades únicas emisoras de luz de los puntos cuánticos, que es una clase de nanomateriales. El enfoque utilizado por QD Vision aumenta la gama de colores que una televisión LCD puede mostrar en un 50 por ciento, lo que permite colores más puros. QD Vision se describe como un producto de los avances de tecnología que se hizo en el MIT hace unos años. En sus palabras, «es la única compañía de puntos cuánticos enfocada exclusivamente en las pantallas y la iluminación.» Los cofundadores han trabajado en su tecnología junto con asesores científicos, profesores del MIT y Vladimir Bulovic Bawendi Moungi, que la compañía dijo que «es considerado el padre de la tecnología de puntos cuánticos».
El trabajo de Bawendi se ha centrado en los usos de los puntos cuánticos como alternativa a los colorantes orgánicos fluorescentes y proteínas de etiquetado, de imágenes y sistemas de monitorización biológica y para una mejor comprensión y lucha contra el cáncer.
Investigadores utilizan las lombrices de tierra para crear puntos cuánticos
Investigadores británicos en el Kings College de Londres han tenido éxito en la creación de puntos cuánticos mediante alimentación de las lombrices del suelo con ciertos metales y luego recoger el material excretado. Describen su investigación en un artículo publicado en la revista Nature Nanotechnology.
Los puntos cuánticos son del tamaño de nanomateriales semiconductores con características definidas por su forma cristalina. Son útiles debido a la manera única en que emiten o absorben la luz, similar en muchos aspectos a la florescencia vista en algunas moléculas. Hasta el momento, su creación ha demostrado ser útil en la fabricación de LEDs, materiales fotovoltaicos y láseres muy pequeños.
En esta nueva investigación, el equipo se propuso determinar si las lombrices de tierra comunes podrían ser utilizados para crear puntos cuánticos de teluro de cadmio. La idea era que debido a que las lombrices de tierra son conocidos por sus habilidades de desintoxicación – lo hacen transportando toxinas en una capa especial de su intestino – podrían ser capaces de causar que ciertos metales se combinen a medida que se procesan, dando lugar a la creación de materiales que califican como puntos cuánticos. En este caso, se alimentaban las lombrices de tierra del suelo con una mezcla que contenía telurito de sodio y cloruro de cadmio, durante 11 días. Posteriormente, examinaron el material excretado por los gusanos en sus tejidos y se encontró que en la desintoxicación de metales, los gusanose habína creado en realidad puntos cuánticos de teluro de cadmio.
La creación de tales puntos cuánticos como parte de un proceso biológico conduce a partículas que son solubles en agua – lo que significa que podría ser objeto de un uso en entornos biológicos. Como ejemplo, los investigadores colocaron los puntos creados mediante gusano en una placa de Petri junto con células cancerosas cultivadas obtenidas a partir de ratones. Las células cancerosas absorben inmediatamente los puntos como se evidenció por el resplandor de la luz ultravioleta sobre ellos y ser testigos de su luz verde familiar. Al hacer lo mismo con otros tipos de células, los investigadores encontraron que precisaron de alguna manipulación adicional para conseguirlo, pero al final descubrieron que era posible.
Fuente: Biosynthesis of luminescent quantum dots in an earthworm, Nature Nanotechnology 8, 57–60 (2013) doi:10.1038/nnano.2012.232
Los puntos cuánticos aclaran el futuro de la iluminación
Con la edad de la bombilla incandescente desvaneciéndose rápidamente, el santo grial de la industria de la iluminación es el desarrollo de una forma muy eficiente de iluminación de estado sólido que produzca luz blanca de alta calidad.
Una de las pocas tecnologías alternativas que producen luz blanca pura son los puntos cuánticos. Estos son ultrapequeñas perlas fluorescentes de seleniuro de cadmio que pueden convertir la luz azul producida por un LED en una luz blanca cálida con un espectro similar al de la luz incandescente. (Por el contrario, los tubos fluorescentes compactos y la mayoría de los LEDs de luz blanca emiten una combinación de colores monocromáticos que simulan la luz blanca).
Hace siete años, cuando de luz blanca de los puntos cuánticos fueron descubiertos accidentalmente en un laboratorio de química de Vanderbilt, su eficiencia era demasiado baja para aplicaciones comerciales y varios expertos predijeron que sería imposible elevarla a niveles prácticos. Hoy, sin embargo, investigadores de Vanderbilt han demostrado que esas predicciones equivocadas al informar que se ha logrado incrementar la eficiencia de fluorescencia de estos nanocristales a partir de un nivel inicial de tres por ciento hasta un máximo de 45 por ciento.
Posibles aplicaciones comerciales
«Cuarenta y cinco por ciento es tan alta como la eficiencia de algunos fósforos comerciales lo que sugiere que los puntos cuánticos de luz blanca se pueden utilizar ahora en algunas aplicaciones de iluminación especiales», dijo Sandra Rosenthal, Jack y Pamela Egan, quien dirigió la investigación que se describe en línea en el Journal of the American Chemical Society. «El hecho de que hemos impulsado con éxito su eficacia en más de 10 veces también significa que debe ser posible mejorar su eficiencia aún más.»
La medida general para la eficiencia global de los dispositivos de iluminación se llama eficiencia luminosa y mide la cantidad de luz visible (lúmenes) que un dispositivo produce por vatio. Una bombilla incandescente produce alrededor de 15 lúmenes por vatio, mientras que unos tubos fluorescentes dan alrededor de 100 lúmenes por vatio. Los LED de luz anca blen la actualidad en el mercado van de 28 a 93 lúmenes por vatio.
«Calculamos que si se combinan los puntos cuánticos con la mejora de la radiación ultravioleta más eficiente de LED, el dispositivo híbrido tendría una eficiencia luminosa de alrededor de 40 lúmenes por vatio,» afirmó James McBride, profesor asistente de investigación de química que ha estado involucrado en la investigación desde su creación. «Hay mucho espacio para mejorar la eficiencia de los LEDs UV y las mejoras se traducen directamente en una mayor eficiencia en el híbrido.»
Un descubrimiento accidental
Los puntos cuánticos fueron descubiertos en 1980. Son gotas de material semiconductor – el material del que están hechos los transistores – que son tan pequeños que tienen propiedades electrónicas, intermedias entre las de semiconductores y las moléculas individuales. Una de sus propiedades útiles es la fluorescencia que produce colores distintos determinados por el tamaño de las partículas. Cuando el tamaño de los nanocristales se contrae, la luz que emiten cambia de rojo a azul. El descubrimiento de Vanderbilt fue ultrapequeños puntos cuánticos, que contiene sólo 60 a 70 átomos, que emiten blanco en lugar de la luz monocromática.
«Estos puntos cuánticos son tan pequeñas que casi todos los átomos están en la superficie, por lo que la emisión de luz blanca es intrínsecamente un fenómeno de superficie», dijo Rosenthal.
Uno de los primeros métodos utilizados en el intento de iluminar los nanocristales es «bombardeo» – cultivo de una cáscara alrededor de ellos hecha de un material diferente, como sulfuro de cinc. Por desgracia, el encapsulado extingue el efecto de la luz blanca y los puntos cuánticos producen sólo color claro.
Químicos siguiendo el olfato
A raíz de una iniciativa de algunas investigaciones llevadas a cabo en la Universidad de Carolina del Norte, los investigadores decidieron ver si el tratamiento de los puntos cuánticos con sales de metales tienen un efecto de iluminación. Se dieron cuenta de que algunas de las sales parecían producir una pequeña – mejora, pero perceptible – 10 a 20 por ciento.
«Eran las sales de acetato y que olían un poco como el ácido acético», dijo McBride. «Sabíamos que el ácido acético se une a los puntos cuánticos, así que decidimos darle una oportunidad.»
La decisión de seguir a su nariz resultó ser afortunada. El tratamiento con ácido acético llevaba la eficiencia de los puntos cuánticos fluorescentes de ocho por ciento al 20 por ciento!
El ácido acético es un miembro de la familia del ácido carbocíclico. Así, los investigadores trataron a los demás miembros de la familia. Ellos encontraron que el miembro más simple y más ácido – ácido fórmico, el producto químico que las hormigas utilizan para marcar sus caminos – trabajó mejor, empujando a la eficiencia hasta un 45 por ciento.
La mejora del brillo ha un efecto secundario inesperado. Cambió el pico del espectro de color de los puntos cuánticos poco en el azul. Esto es irónico, porque la principal queja de los LEDs de luz blanca es que la luz que producen tiene un tinte azul desagradable. Sin embargo, los investigadores sostienen que ellos saben cómo corregir el balance de color de la luz generada.
El siguiente paso de los investigadores es probar diferentes métodos para encapsular los puntos cuánticos mejorados .
Fuente: EurekAlert!
Método de fabricación que abre el camino para la viabilidad comercial de LEDs basados en puntos cuánticos
Investigadores de la universidad de la Florida puede ayudar a resolver el debate público sobre el futuro de las fuentes de iluminación en los Estados Unidos: bombilla incandescente de Edison o las más eficientes energéticamente, las lámparas fluorescentes compactas. Podría ser ninguna de ellas.
En cambio, las necesidades futuras de iluminación de los Estados Unidos pueden ser suministrado por un nuevo tipo de diodo emisor de luz , o LED, que evoca la luz del mundo invisible de los puntos cuánticos (QD). Según un artículo publicado en la edición en línea actual de la revista Nature Photonics, mover un QD LED del laboratorio al mercado está a un paso más cercano a la realidad gracias a un nuevo proceso de fabricación, diseñado por primera vez por dos equipos de investigación en el departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería.
«Nuestro trabajo abre el camino para la fabricación eficiente y estable de puntos cuánticos basados en LED con un coste realmente bajo, lo cual es muy importante si queremos ver un uso generalizado de estos LEDs comerciales en grandes superficies a todo color de las pantallas planas o como fuentes de iluminación de estado sólido para reemplazar las luces incandescentes y fluorescentes existentes «, dijo Xue Jiangeng, el líder de la investigación y profesor asociado de ciencia de los materiales e ingeniería «Los costes de fabricación se redujeron significativamente para estos dispositivos, en comparación con la forma convencional de hacer dispositivos semiconductores LED «.
Una parte importante de la investigación llevada a cabo por el equipo de Xue se centró en la mejora de los LED’s orgánicos. Estos semiconductores son estructuras de varias capas compuestas por materiales orgánicos finos, como los polímeros plásticos, que se utilizan para encender los sistemas de visualización en monitores de ordenador, pantallas de televisión, así como los dispositivos más pequeños, como reproductores MP3, teléfonos móviles, relojes, y otros electrónicos portátiles dispositivos. Los OLED son cada vez más populares entre los fabricantes, ya que utilizan menos energía y generan imágenes más brillantes y nítdas que las producidas por las pantallas LCD convencionales. Paneles ultradelgados OLED también se utilizan como sustitutos de las bombillas tradicionales y pueden ser la próxima gran novedad en 3-D.
Como complemento del equipo de Xue. otro encabezado por Paul Holloway, profesor de ciencia de los materiales e ingeniería en la Universidad de Florida, que ahondó en puntos cuánticos. Estas nanopartículas son pequeños cristales de sólo unos pocos nanómetros (mil millonésimas de metro) de ancho, compuesta de una combinación de átomos de zinc, azufre, selenio y cadmio. Cuando son excitados por la electricidad, los puntos cuánticos emiten una serie de luces de colores. Los colores individuales varían en función del tamaño de los puntos. El ajuste de los colores se consigue controlando el tamaño de los puntos cuánticos durante el proceso de síntesis.
Al integrar el trabajo de ambos equipos, los investigadores crearon un híbrido de alto rendimiento LED, compuesto por capas orgánicas y QD base. Hasta hace poco, sin embargo, los ingenieros de la Universidad de Florida y en otros lugares se han en un enfrentado con un problema de fabricación que impedía el desarrollo comercial. Un proceso industrial conocido como deposición al vacío es la forma común de situar las moléculas orgánicas necesarias en el lugar para llevar la electricidad a los puntos cuánticos. Sin embargo, un proceso de fabricación diferente llamado spin-coating, se utiliza para crear una capa muy fina de puntos cuánticos. Tener que utilizar dos procesos separados ralentiza la producción y eleva los costos de fabricación.
De acuerdo con el artículo de Nature Photonics, los investigadores de la UF superaron este obstáculo con una estructura de sistema patentado que permite depositar todas las partículas y moléculas necesarias en el LED en su totalidad con spin-coating. La estructura del dispositivo también mejoró significativamente los rendimientos de la eficiencia del dispositivo y la vida útil en comparación con informes anteriores de dispositivos QD basados en LED.
Spin-coating, no puede ser la solución final de fabricación, sin embargo. «En términos de fabricación del producto real, hay muchas otras etapas de procesamiento continuo de alto rendimiento «roll-to-roll«, procesos de impresión o recubrimiento que podríamos utilizar para la fabricación de pantallas de gran área o dispositivos de iluminación», dijo Xue. «Esto seguirá siendo un tema de futuras investigaciones y desarrollo para la universidad y una empresa de nueva creación, NanoPhotonica, que ha licenciado la tecnología y se encuentra en medio de un programa de desarrollo de la tecnología para aprovechar el avance de fabricación.»
Fuente: Universidad de la Florida
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