Lâmpadas vêm em diversos formatos e estilos: esféricas, torcidas, em formato de velas, e tubos longos. Mas opções finas são raras. Agora, pesquisadores, em um artigo publicado na revista ACS Applied Materials & Interfaces, desenvolveram um LED fino como papel que emite um brilho quente semelhante ao da luz solar. Este LED poderá iluminar celulares, telas de computador e outras fontes de luz de última geração, ajudando os usuários a evitar interrupções em seus padrões de sono.

"Este estudo demonstra a viabilidade de LEDs de pontos quânticos ultrafinos e de grande área que correspondem perfeitamente ao espectro solar", disse Xianghua Wang, autor correspondente do estudo. "Esses dispositivos podem permitir a próxima geração de telas de proteção ocular, iluminação interna adaptável e até mesmo fontes de luz com comprimento de onda ajustável para aplicações em horticultura ou saúde."

As pessoas desejam uma iluminação interna que pareça natural e crie uma atmosfera confortável. Anteriormente, os pesquisadores alcançaram esse objetivo usando LEDs flexíveis contendo corantes fosforescentes vermelhos e amarelos, que produzem um brilho semelhante ao de uma vela. Uma alternativa aos corantes luminescentes são os pontos quânticos, que convertem energia elétrica em luz colorida. Outros grupos utilizaram pontos quânticos para criar LEDs brancos, mas tiveram dificuldade em reproduzir o espectro completo da luz solar, particularmente nos comprimentos de onda amarelo e verde, onde a luz solar é mais intensa. Portanto, Lei Chen e colegas buscaram desenvolver pontos quânticos capazes de simular a luz natural desejada para uso em LEDs de pontos quânticos (QLEDs) brancos e finos. Em colaboração, a equipe de pesquisa liderada por Wang propôs uma estratégia que empregava materiais condutores ultrafinos e operava em tensões mais baixas.

Os pesquisadores primeiro sintetizaram pontos quânticos vermelho, amarelo-esverdeado e azul envoltos em uma camada de zinco-enxofre e encontraram uma proporção das três cores que produzia um espectro de emissão mais próximo do da luz solar. Em seguida, construíram um QLED sobre um substrato de vidro de óxido de índio e estanho, depositando uma camada de polímero condutor, uma mistura de pontos quânticos, partículas de óxido metálico e, finalmente, uma camada de alumínio ou prata. A camada de pontos quânticos tinha apenas dezenas de nanômetros de espessura, muito mais fina do que as camadas tradicionais de conversão de cores, tornando o QLED branco resultante com aproximadamente a espessura de um papel de parede.

Em testes preliminares, o QLED fino teve melhor desempenho com uma fonte de alimentação de 11,5 volts (V), emitindo a luz branca quente mais brilhante. Os pesquisadores relatam que a luz emitida apresentou maior intensidade nos comprimentos de onda vermelhos e menor intensidade nos comprimentos de onda azuis, o que é benéfico para o sono e a saúde ocular. Objetos iluminados por QLEDs devem parecer próximos de suas cores reais, com um índice de reprodução de cor superior a 92%.

Em experimentos posteriores, os pesquisadores fabricaram 26 dispositivos QLED brancos, usando os mesmos pontos quânticos, mas variando os materiais condutores para otimizar a tensão de operação. Essas fontes de luz exigiram apenas 8 volts para atingir a saída máxima de luz e alcançaram um brilho superior a aproximadamente 80% do brilho alvo para monitores de computador.