德研究人員用螢光蛋白生產新型白光LED

LED的使用越來越廣泛,但目前生產白光LED的兩種方法不是成本太高,就是產品使用壽命短,限制了該產業發展。最近,德國紐倫堡—埃朗根大學的研究人員利用螢光蛋白材料,開發出了一種新的生產製程,使白光LED的生產變得既簡單便宜,又安全環保,同時還使產品使用壽命大幅延長。

與白熾燈、鹵素燈等照明材料相比,白光LED具有壽命長、能效高、環保及易維護的優點,但缺點是價格偏高,這主要是其生產製程相對複雜所致。白光LED的生產通常有兩種方法:一是在藍LED的表面塗上磷或稀土無機材料,此法生產的白光LED使用壽命長、亮度好,但製程比較複雜,而且成本在一定的水準;另一種是利用有機LED,在兩個電極之間嵌入像三明治狀的多個有機半導體層,這種製程相對簡單,但產品亮度和壽命要差,成本也不便宜。

一個理想的方法是將這兩種製程結合起來,紐倫堡—埃朗根大學的研究人員就是基於這種想法來開展研究的。該大學先進材料工程系的柯斯塔博士與合成生物學教授紹內瓦爾德教授合作,發明了一種既簡單又廉價的生產製程。他們將螢光蛋白塗在一種橡膠材料上,然後嵌入到LED中。柯斯塔介紹說,螢光蛋白既環保又便宜,還容易調色,彩色或白光都可以控制。唯一的缺陷是螢光蛋白只有在緩衝水溶液中才穩定,所以無法在常規塗層製程中應用。此外,研究人員還必須解決螢光蛋白在高溫、潮濕等不同環境下的穩定性問題。

為此,研究人員開發了一種新的塗層技術。他們將螢光蛋白塗在一種凝膠狀材料上,這種凝膠由蛋白水溶液及一種聚合物的共混物組成,聚合物的作用是使蛋白質水溶液連接到網狀凝膠上,並維持必要的濕度。他們藉由真空乾燥使凝膠轉換成一種橡膠材料,然後將其用於白光LED的多層塗層。柯斯塔稱,他們採用這種方法成功製成了壽命長、能效高、環保又廉價的白光LED。他表示,這一生產製程有望應用到下一代LED的工業化生產中。

 

來源:科技日報

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