Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Emitujące światło włókna do produkcji świecących ubrań

ghost666 26 Mar 2015 13:32 2037 0
  • Emitujące światło włókna do produkcji świecących ubrańCienkie włókna mające zdolność do emitowania światła, które mogą być wetkane w tekstylia, co pozwala na wytwarzanie świecących ubrań i innych elementów elektroniki noszonej, jak twierdzą naukowcy z Uniwersytetu Fudan w Szanghaju.

    Organiczne diody elektroluminescencyjne (OLEDy) znajdują coraz szersze zastosowanie w wyświetlaczach smartfonów i telewizorów dzięki temu, że oferują możliwość jasnego świecenia w dużym zakresie barw, a także dzięki faktowi, iż łatwo jest wytwarzać w oparciu o nie struktury na materiałach, które nie są płaskie, a mogą być nawet giętkie. Jednakże implementacja OLEDów w tkaninach jest trudniejsza, ponieważ uzależnione jest to od obecności katody. Elektroda ta musi posiadać niską pracę wyjścia, aby możliwe było zbieranie elektronów z powierzchni organicznych diod, a materiały tego rodzaju - na przykład wapń albo magnez - są bardzo czułe na powietrze, co czyni ich zastosowanie do konstrukcji świecących tkanin co najmniej problematycznym.

    Zamiast stosować OLEDy, Zhitao Zhang wraz ze swoim zespołem naukowym z Uniwersytetu Fudan zastosowali coś co nazywane jest polimerową komórką elektrochemiczną emitującą światło (PLEC). Podobnie jak OLEDy, układy tego rodzaju składają się z dwóch metalowych elektrod i organicznego półprzewodnika pomiędzy nimi. Od diod elektroluminescencyjnych odróżnia je jednak to, że do warstwy emitującej światło dodaje się jeszcze różne sole. Nie tylko pozwala to na zwiększenie wydajności konwersji elektronów na fotony przy małej i dużej mocy (przy dużej mocy OLEDy charakteryzują się niską wydajnością emisji - przyp. tłum.), ale także oznacza brak konieczności korzystania z katody z materiału o niskiej pracy wyjścia.

    Naukowcy opracowali komórki PLEC w kształcie grubego na milimetr włókna. Składają się one z cienkiego, stalowego drucika, który pokryty jest warstwą nanocząstek z tlenku cynku. Kolejną warstwą jest polimer elektroluminescencyjny, a całość przykryta jest przezroczystą warstwą przewodzącą wykonaną z węglowych nanorurek. Włókna tego rodzaju mogą być splatane razem lub wykorzystywane do tkania tekstyliów. Można je także wplatać w materiały, tworząc świecące wzory i inne elementy elektroniki noszonej. Zhang wraz ze współpracownikami opisali swój wynalazek w najnowszym numerze prestiżowego czasopisma Nature Photonics. Artykuł z opisem włókien dostępny jest tutaj http://www.nature.com/nphoton/journal/vaop/ncurrent/full/nphoton.2015.37.html..

    Włókna są w stanie emitować światło niebieskie lub żółte z całej swojej powierzchni, już po przyłożeniu zaledwie kilku woltów pomiędzy stalowy drucik, a warstwę nanorurek węglowych. W przyszłości powinno być możliwe też wytworzenie włókien emitujących inne kolory. Nanocząstki tlenku cynku oraz polimer półprzewodzący syntezowane są w prostych procedurach, które łatwo można przeskalować do produkcji przemysłowej, pod kątem aplikacji praktycznej tego wynalazku. Włókna tego rodzaju, jak mówi Zhang: "będą mogły być wplatane w tkaniny, aby tworzyć nowy rodzaj inteligentnych ubrań".

    Głównym wyzwaniem, przed jakimi stoją naukowcy opracowujący urządzenia typu PLEC jest fakt, że włókna degradują się z czasem. Jasność spaść może nawet o połowę, już po czterech godzinach ciągłego świecenia. Jednakże badacze, tacy jak Enrique Ortí i Henk Bolink z Uniwersytetu w Walencji w Hiszpanii, którzy nie brali udziału w powyższym projekcie zauważają, iż istnieją komórki PLEC, które mogą świecić kilka tysięcy godzin, bez spadku jasności. Oznacza to, że w pełni możliwe jest, przy aktualnym stanie wiedzy, stworzenie wytrzymałych świecących włókien opartych o technologię opracowaną przez zespół badaczy z Szanghaju.

    Źródło:

    http://spectrum.ieee.org/tech-talk/consumer-e...ronics/portable-devices/light-emitting-fibers