Slovensko
Médiá

Vedci BASF krotia modré svetlo

Laboratory with two persons dressed in blue

Modrá je dobrá. Aspoň pre výskumných pracovníkov spoločnosti BASF určite. Tí v roku 1897 vyrobili historicky prvý umelý pigment vo farbe indiga. Farbivo, ktoré bolo dovtedy drahým luxusom dovážaným z Indie, bolo zrazu cenovo dostupné, a dnes ho možno nájsť prakticky na každých džínsoch. Výrobca chce dnes zaviesť ďalšiu novinku modrej farby, tento raz však na trhu s osvetlením.

Len správna zmes červeného, zeleného a modrého svetla vytvorí biele svetlo organickej svetelnej diódy (OLED). Až doteraz si ale výrobcovia museli vystačiť s modrým farbivom, ktoré je relatívne neefektívne. Žiarivkové svetlá, ktoré sú v súčasnosti na trhu, premieňajú na svetlo len štvrtinu energie, pričom zvyšok sa vyžiari ako teplo. „Ale my chceme svetlá, nie žeravé platne,“ hovorí Dr. Karl Hahn, ktorý v spoločnosti BASF vedie výskum v oblasti organickej elektroniky. Chemici koncernu BASF preto začali hľadať riešenie „modrého problému“. Pred pár rokmi objavili molekuly, ktoré žiaria namodro a dokážu premeniť takmer všetku energiu na svetlo. Tieto molekuly patria k vysoko účinným svetielkujúcim žiaričom, aké sa používajú v diódach OLED. Bol tu však jeden háčik: vydržali len niekoľko minút.

Hoci už existujú aj dlhotrvajúce červené a zelené varianty vysokovýkonných diód OLED, stále nemáme na palete zodpovedajúcu modrú. Dôvodom je, že modré svetlo je zvlášť agresívne. „Je veľmi krátkovlnné, a teda vysoko nabité energiou. Modré svetlo preto dokáže zničiť molekulárne väzby tak, ako to nedokáže žiadne iné svetlo,“ vysvetľuje Hahn. Výzvou pre vedcov spoločnosti BASF je nájsť molekuly schopné odolať tejto silnej energii po dlhý  čas. Organická svetelná dióda OLED musí mať dlhú životnosť, aby bola vhodná pre také aplikácie, ako sú lampy, displeje mobilných telefónov či televízory. Ale nájsť tú správnu farbu ešte nie je všetko. Ostatné materiály v modrom „sendviči“ OLED musia byť taktiež odolné, aby umožnili diódam OLED svietiť jasne a dlho. Spoločnosť BASF preto pracuje na celom systéme materiálov pre modré diódy a chce byť hlavným celosvetovým dodávateľom týchto aktívnych komponentov.

Koncernu BASF sa už podarilo predĺžiť životnosť prvých molekúl z pôvodných pár minút na niekoľko tisíc hodín. „Ale výrobcovia svetiel chcú niekoľko desiatok tisíc hodín,“ hovorí Hahn. Výskumníci spoločnosti sa snažia dosiahnuť tento cieľ vo svojich chemických laboratóriách. Laboranti pomocou naparovacích techník deň čo deň poťahujú malé sklenené platne molekulami farbiva a materiálmi, ktoré im dodajú lesk. Takto sa vyrobilo už nespočetné množstvo diód. „Neustále testujeme nové kombinácie,“ hovorí chemik japonského pôvodu Ing. Soiči Watanabe.

Watanabe je celý oblečený v ochrannom odeve. „Tenučké vrstvy na dióde nesmú byť za žiadnych okolností kontaminované prachovými čiastočkami,“ vysvetľuje. Aj jediná smietka prachu by na oveľa menších molekulárnych vrstvách pôsobila ako hora a zničila by celú žiarovku. Záhubou pre organické molekuly je aj para a kyslík. Rýchlo sa totiž kazia. „Je to ako so suši. Radšej si dám čerstvé než niekoľkodňové,“ vysvetľuje Watanabe. Len čo sú všetky molekuly na svojom mieste, laboranti musia okamžite zapečatiť každú jednu sklenenú platňu ďalšou sklenenou platňou.

Hotové diódy sa testujú v dvoch komorách. V prvej prebiehajú skúšky intenzity svetla a ďalších parametrov. V druhej, ktorá vyzerá ako malé nahrávacie štúdio, sa vykonáva skúška odolnosti. K elektrickým skriniam a počítačom je pripojené veľké množstvo rozvádzačov. Na čiernych skriniach svieti celé dni bez prestania 360 diód. Séria obrazcov na obrazovkách ukazuje, ktoré žiarovky stoja za to, aby sa s nimi ďalej pracovalo. Watanabe spolu s kolegami tieto údaje nepretržite vyhodnocuje.

Spoločnosť BASF dúfa, že v roku 2014 bude modré farbivo a súvisiace systémové komponenty pripravené na sériovú výrobu pre trh s osvetlením. Do roku 2016 by mala mať modrá farba od spoločnosti BASF potrebnú hĺbku pre zobrazovací priemysel. Vedci si uvedomujú, že dovtedy budú musieť bojovať o každú piaď pokroku. „Pracujeme na priekopníckej udalosti, čo každý deň znovu roznecuje objavného ducha tímu,“ hovorí Hahn.

Light between fingers

Znovuobjavenie svetla

Light installation view from the bottom

Nový rozmer osvetlenia

Soccket ball lamps

Poháňané hrou