En comparación con las bombillas incandescentes, las LED ya son ampliamente conocidas por producir mucha luz usando relativamente poca electricidad. Ahora, según un nuevo estudio, una fina capa de nanopartículas podría permitirles rendir aún más.
Un diodo LED convencional consiste en un chip LED emisor de luz real, que está rodeado por una carcasa/lente transparente con cúpula protectora. Y mientras que gran parte de la luz producida por el chip pasa a través de la carcasa, parte de ella se refleja hacia adentro.
Desafortunadamente esa luz reflejada se desperdicia, ya que no viaja hacia los alrededores del diodo para proporcionar iluminación. Además, eleva la temperatura dentro del diodo, causando que el chip se degrade más rápido, lo que significa que el LED finalmente no durará tanto como lo haría de otra manera.
Buscando una solución al problema, científicos del Imperial College London y del Instituto Indio de Tecnología de Guwahati han desarrollado un modelo informático en el que se añadió una capa transparente de nanopartículas metálicas de bajo coste sobre el chip del LED, entre éste y el interior de la carcasa.
Las partículas actuaron como una rejilla de micro-lentes, alterando el ángulo en el que la luz se encontraba con el material de la carcasa. Como resultado, hasta un 20% más de luz fue capaz de pasar a través de ella, en lugar de ser reflejada de nuevo. Esto significa que se podía emitir una mayor cantidad de luz usando la misma cantidad de electricidad, además de que los LEDs deberían permanecer más fríos y por lo tanto tener una mayor vida útil.
Los planes ahora requieren la producción de prototipos de diodos que usen esta tecnología, para que las variables como el material de las nanopartículas, el tamaño, la forma y el espaciado puedan ser probadas y ajustadas.
Aunque se han sugerido mejoras en la carcasa anteriormente, la mayoría de ellas hacen que el LED sea más voluminoso o más difícil de fabricar, lo que disminuye el efecto económico de la mejora. Pensamos que nuestra innovación, basada en la teoría fundamental y el análisis de optimización detallado y equilibrado que realizamos, podría introducirse en los procesos de fabricación existentes con poca interrupción o adición de volumen.
Dr. Debabrata Sikdar del IIT Guwahati
Más información: www.nature.com
Vía: www.imperial.ac.uk
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