BASF araştırmacılarından “mavi” çözüm
BASF araştırmacıları 1897 yılında ilk kez yapay indigo renginin pigmentini ürettiler. Daha önce Hindistan’dan ithal edilen pahalı ve lüks bir ürün olan bu boya bir anda ekonomik hale geldi ve bugün neredeyse her kot pantolonda kullanılıyor. Şirket şimdi yine mavi renk içeren bir inovasyon yaratmak istiyor ama bu sefer aydınlatma pazarı için.
Organik ışık yayan diyotun (OLED) beyaz ışığı, sadece kırmızı, yeşil ve mavi ışığın doğru karışımıyla meydana gelebiliyor. Fakat üreticiler bunu oldukça verimsiz olan mavi bir boyayla yapabiliyorlardı. Piyasadaki mevcut floresan yayıcıları, enerjinin dörtte birinden daha azını ışığa çevirirken, kalanını ısıya çeviriyor. BASF’nin organik elektronikler alanındaki araştırmasını yürüten Dr. Karl Hahn “Ancak portatif ısıtıcı değil lamba yapmak istiyoruz” diyor. Bu nedenle BASF kimyagerleri, birkaç yıl önce “mavi problemine” bir çözüm aramaya başladılar ve mavi parlayan moleküllerin, enerjiyi neredeyse tamamen ışığa dönüştürebildiklerini keşfettiler. Bu moleküller, OLED’lerde kullanılan yüksek derecede verimli fosforesan yayıcılarına aitti, ancak sadece birkaç dakikalık ömre sahiptiler.
Yüksek derecede verimli OLED’lerin uzun ömürlü kırmızı ve yeşil seçenekleri mevcutken, renk paletinde mavi renk halen bulunmuyor. Mavi ışığın oldukça agresif olmasından kaynaklanan bu durumu Hahn “Oldukça kısa dalgalı ve bu nedenle yüksek derecede enerjiyle dolu. Bu yüzden mavi ışık, diğer ışıkların aksine moleküler bağları yok edebiliyor” diye açıklıyor. BASF araştırmacılarının çabası, uzun bir süre boyunca bu güçlü enerjiye dayanabilecek molekülleri bulmak üzerine yoğunlaşıyor. Bir OLED’in lamba, cep telefonu ekranı ve TV seti gibi uygulamalara uygun olabilecek şekilde uzun ömürlü olması gerekiyor. Ancak doğru boyayı bulmak yetmiyor, mavi OLED tabakasındaki diğer malzemelerin de OLED’lerin uzun süre parlamasını sağlayacak kadar güçlü olması gerekiyor. BASF, bu nedenle mavi diyotlar için malzemelerin tümünü kapsayan bir sistem üzerinde çalışıyor ve bu aktif bileşenler için dünya çapında öncü tedarikçi olmayı hedefliyor.
BASF, daha önceki moleküllerin birkaç dakikalık ömürlerini birkaç bin saate uzatmayı zaten başardı. “Ancak lamba üreticileri, on binlerce saatlik ömür istiyor” diyor Hahn. BASF araştırmacıları, bu hedefe ulaşabilmek için şirketin kimya laboratuvarlarında sürekli çalışıyor. Laboratuvar asistanları her gün, küçük cam levhaları boya molekülleri ve malzemelerle kaplayarak parlatmak için buharlı bir takım teknikler uyguluyor. Bu şekilde sayısız diyot üretiliyor. Japonya’dan Kimyager Dr.-Ing. Soichi Watanabe, “Sürekli olarak yeni kombinasyonları deniyoruz” diyor.
Baştan aşağı koruyucu giysiler içindeki Watanabe, “Diyot üzerindeki incecik katmanlara hiçbir şekilde toz partikülleri bulaşmamalı” diye açıklama yapıyor. “En ufak bir toz zerresi bile, çok daha küçük moleküler katmanlar üzerinde bir dağa dönüşüyor ve lambayı bozuyor. Buhar ve oksijen de organik moleküllerin düşmanı. Hızlı bir şekilde bozulabiliyorlar. Tıpkı suşi gibi. Birkaç gün beklemek yerine taze yemeyi tercih ederim” diyor Watanabe. Laboratuvar asistanlarının, tüm molekülleri yerleştirdikten sonra her bir cam levhayı başka bir cam levhayla derhal kapatması gerekiyor.
Tamamlanmış diyotlar, iki odada test ediliyor. İlk odada, ışık yoğunluğu ve diğer parametreler üzerinde denemeler yapılıyor. Küçük bir kayıt stüdyosuna benzeyen ikinci odada ise, dayanıklılık testi gerçekleştiriliyor. Çok sayıda kumanda panosu, elektrikli kabinlere ve bilgisayarlara bağlı durumda. Siyah kabinlerde, 360 diyot kesintisiz olarak günlerce parlıyor. Ekranlardaki rakamlar, üzerinde çalışılmaya değer olan lambaları gösteriyor. Watanabe ve çalışma arkadaşları sürekli bu verileri değerlendiriyor.
BASF, mavi boyanın ve ilgili sistem bileşenlerinin 2014’te aydınlatma piyasası için hazır olacağını umuyor. 2016 yılında ise BASF mavisinin ekran sektörü için gerekli derinliğe ulaşmış olması bekleniyor. Araştırmacılar, o zamana kadar gerçekleşecek ilerlemenin her adımında çok sıkı mücadele vermeleri gerektiğinin farkında. “Öncülük edecek bir gelişme üzerinde çalışıyoruz ve bu, ekibin keşif ruhunu her gün yeniden canlandırıyor” diye sözlerini sonlandırıyor Hahn.
