Česká republika
Média

Výzkumníci BASF si podmaňují modré světlo

Modrá je dobrá, alespoň výzkumní pracovníci BASF jsou o tom pevně přesvědčeni. V roce 1897 vyvinuli vůbec první umělý indigově zbarvený pigment. Toto barvivo, které až do té doby představovalo drahé luxusní zboží dovážené z Indie, se najednou stalo cenově dostupným, a dnes ho můžeme vidět prakticky na každých džínách. Firma by nyní ráda vytvořila další zajímavou inovaci zahrnující modrou barvu, ale tentokrát na trhu osvětlení.

Správná směs červeného, zeleného a modrého světla produkuje bílé světlo OLED diody. Ale až doteď si výrobci museli vystačit s modrým barvivem, které je relativně neefektivní. Fluorescenční zářiče v současné době převádějí na světlo ne více než čtvrtinu své energie, přičemž zbývající část se mění na teplo. „To, co chceme, jsou lampy a ne plotýnky,“ říká dr. Karl Hahn, který má na starosti výzkum BASF v oblasti organické elektroniky. Firemní chemici proto začali již před několika lety hledat řešení tohoto „modrého“ problému. Podařilo se jim objevit molekuly, které vydávají modré záření a jsou schopné přeměnit svou energii téměř úplně na světlo. Tyto molekuly jsou obsažené v účinných fosforeskujících zářičích používaných v OLED. Mělo to ale jeden háček: molekuly vydržely pouze několik minut.

Zatímco červené a zelené varianty vysoce účinných OLED s dlouhou životností jsou již k dispozici, ještě stále neexistuje odpovídající modrá varianta. Důvodem podle všeho je fakt, že modré světlo je obzvláště agresivní. „Má velmi krátké vlny, a tudíž je vysoce nabité energií. Modré světlo proto dokáže ničit molekulární vazby tak, jako žádné jiné,“ vysvětluje dr. Hahn. Výzvou pro výzkumné pracovníky BASF je najít molekuly schopné odolat této silné energii po dlouhou dobu. OLED diody musí mít dlouhou životnost, aby mohly fungovat v takových zařízeních, jako jsou lampy, displeje mobilních telefonů či televizory. Avšak nalezení správného barviva ještě není konec práce. Ostatní materiály v modrých OLED strukturách musí být velmi robustní, aby mohla dioda zářit jasně a po dlouhou dobu. Ve společnosti BASF se proto pracuje na celé soustavě materiálů do modrých diod a cílem firmy je stát se celosvětově největším dodavatelem těchto komponent.

Výzkumnému oddělení BASF se již podařilo rozšířit pár minut života molekul na několik tisíc hodin. „Ale výrobci lampy požadují několik desítek tisíc hodin,“ říká dr. Hahn. Pracovníci BASF se v laboratořích společnosti snaží tohoto cíle dosáhnout. Den za dnem pracují laboratorní asistenti s napařovacími technikami a potahují malé skleněné destičky molekulami barviva a materiály, které jim dodávají lesk. Tímto způsobem už bylo vyrobeno nespočetné množství diod. „Neustále testujeme nové kombinace,“ říká chemik dr. ing. Soichi Watanabe, vědec původem z Japonska.

Watanabe je od hlavy po paty v ochranném oděvu. „Tenoučká vrstva na diodě nesmí být za žádných okolností kontaminována prachovými částicemi,“ vysvětluje. Dokonce i jediné smítko prachu se na miniaturní molekulární vrstvě chová jako gigant a vše zničí. Pára a kyslík jsou pro organické molekuly také jedem. Kvůli nim podléhají rychlé zkáze. „Je to jako se sushi. Raději si ho dám hned a čerstvé, než o pár dní později,“ říká Watanabe. Laboratorní asistenti jako on sám musí okamžitě po přesném umístění všech molekul přiklopit každou jednotlivou skleněnou desku jinou skleněnou deskou.

Hotové diody jsou testovány ve dvou komorách. V první probíhají zkoušky na intenzitu světla a další parametry. Ve druhé, která vypadá jako malé nahrávací studio, se provádí zkouška životnosti. Do elektrických skříní a počítačů je připojeno velké množství rozvaděčů. Na černých skříních svítí 360 diod. Řada číslic na obrazovkách ukazuje, jak si diody stojí a se kterými má cenu dále pokračovat. Watanabe a jeho kolegové tyto údaje průběžně vyhodnocují.

Společnost BASF doufá, že v roce 2014 budou jak modré barvivo, tak související systémové komponenty připraveny pro vstup na trh osvětlení. Do roku 2016 by modrá z dílny BASF měla mít potřebnou hloubku barev pro trh s displeji. Vědci jsou si vědomi, že budou muset do té doby tvrdě bojovat o každou píď pokroku. „Pracujeme na poli průkopnického výzkumu, což každý den oživuje našeho týmového ducha,“ říká dr. Hahn.

Light between fingers

Znovuobjevení světla

Light installation view from the bottom

Nová dimenze světla

Soccket ball lamps

Elektřina hrou

Light construction with a bottle

Litry světla