Una adopción más generalizada de esta tecnología LED para la iluminación podría disminuir el consumo de energía eléctrica en el mundo. Sin embargo su implementación ha sido obstaculizada por los altos costos ocasionados por una disponibilidad limitada de las materias primas y por las dificultades para lograr una calidad de iluminación adecuada. Ahora, este problema parece tener una solución, pues la Universidad de Rutgers ha logrado aprovechar otras materias primas para la emisión de luz a través de esta tecnología.
Para lograr la luz blanca suave que los consumidores esperan, las tecnologías actuales de los LEDs usan solamente un único chip semiconductor que produce luz generalmente de color azul. Este chip se reviste con una sustancia fluorescente que emite un color amarillo, con lo que el color azul pasa a blanco. La sustancia fluorescente está hecha de materiales compuestos por elementos del grupo de tierras raras, tales como el fósforos o el granate de itrio aluminio de cerio dopado. Estos elementos son caros y se encuentran en cantidades limitadas. Además, la luz emitida por estas sustancias tiende a ser de colores “fríos” y duros.
Nuevas sustancias fluorescentes
El equipo de la Universidad de Rutgers está desarrollando tecnologías basadas en sustancias fluorescentes híbridas que son mucho más sustentables, eficientes y de bajo costo. Combinan metales comunes abundantes en la tierra con moléculas luminiscentes orgánicas para producir sustancias fluorescentes que permiten a los LEDs emitir una luz blanca y controlable.
El equipo de investigación sostiene que mediante la variación de los componentes metálicos y orgánicos, es posible sintonizar sistemáticamente el color de las sustancias fluorescentes con las regiones del espectro de luz visible que sean más aceptables para el ojo humano.
Como hay muchas combinaciones de materiales posibles, los investigadores utilizan la computación para un análisis inicial de las posibilidades y para predecir el color de la luz que emitirán los distintos metales y combinaciones orgánicas. Luego prueban las mejores combinaciones experimentalmente.
Su enfoque permite un ajuste fino sistemático de las bandas prohibidas y las emisiones ópticas que cubren todo el rango visible, incluyendo los colores amarillo y blanco. Como resultado, sus LEDs pueden ser afinados para crear una luz blanca cálida, similar a las luces incandescentes, las cuales son más baratas pero también ineficientes. Su enfoque implica una promesa significativa para su uso en aplicaciones de iluminación general.
Los experimentos con algunos materiales han demostrado que esta tecnología puede reducir los costos de producción los LED hasta en un 90% con respecto a los métodos actuales que utilizan elementos de tierras raras. Tienen varias patentes en Estados Unidos, tanto concedidas como pendientes; y están explorando las posibilidades de fabricación.