Descoberto por acaso o sucessor das lâmpadas incandescentes

Redação do Site Inovação Tecnológica - 25/10/2005

Pegue um LED que produza uma luz azul intensa. Recubra-o com uma finíssima película de cristais microscópicos, chamados pontos quânticos, e você terá a próxima revolução tecnológica na iluminação, que poderá substituir virtualmente todas as atuais lâmpadas.

Esse LED híbrido, descoberto por acaso pelo estudante Michael Bowers, da Universidade Vanderbilt, Estados Unidos, é capaz de emitir luz branca verdadeira, similar à emitida pelas lâmpadas incandescentes, com uma leve tonalidade de amarelo.

Até agora os pontos quânticos têm recebido atenção graças à sua capacidade de produzir dezenas de cores diferentes simplesmente variando-se o tamanho dos nanocristais individuais: uma capacidade particularmente adequada à marcação fluorescente de células em aplicações biomédicas.

Mas os cientistas agora descobriram uma nova forma para construir pontos quânticos capazes de produzir espontaneamente luz branca de largo espectro.

Até 1993 os LEDs só produziam luzes vermelha, verde e amarela. Foi então que o pesquisador japonês Isamu Akasaki descobriu como fabricar LEDs que emitiam luz azul. Combinando LEDs azuis com outros verdes e vermelhos - ou adicionando-se fósforo amarelo aos LEDs azuis - os fabricantes conseguiram criar luz branca, o que abriu uma gama totalmente nova de aplicações para essas fontes de luz, por natureza extremamente econômicas e duráveis. Mas a luz emitda pelos "LEDs brancos" é apenas ligeiramente branca, apresentando um forte tom azulado.

Os pontos quânticos de luz branca, por outro lado, produzem uma distribuição mais suave dos comprimentos de onda do espectro visível, com uma leve tonalidade amarela. Desta forma, a luz produzida pelos pontos quânticos se parece mais com as luzes de "espectro total" utilizadas para leitura, um tipo de lâmpada disponível no mercado que produz uma luz com um espectro mais próximo ao da luz do Sol do que as lâmpadas incandescentes ou fluorescentes.

Além disso, os pontos quânticos, como acontece também com os LEDs, têm a vantagem de não emitir grandes quantidades de luz infravermelha, como acontece com as lâmpadas incandescentes. Essa radiação invisível produz grandes quantidades de calor e é responsável pela baixa eficiência energética desse tipo de lâmpada.

Bowers estava estudando com seu colega James McBride, procurando entender como os pontos quânticos crescem. Para isso eles estavam tentando criar pontos quânticos cada vez menores. Foi então que eles criaram um lote desses nanocristais de cádmio e selênio. Esses elementos contêm 33 ou 34 pares de átomos, o que é justamente o "tamanho mágico" no qual o cristais preferencialmente se formam. Assim, esses minúsculos pontos quânticos são fáceis de serem produzidos, ainda que tenham apenas metade do tamanho dos pontos quânticos normais.

Quando esses pontos quânticos foram iluminados com um laser, ao invés da luz azul que os estudantes esperavam, eles se encantaram com o branco vivo que iluminou a mesa onde faziam seu experimento.

A seguir os estudantes dissolveram seus pontos quânticos em uma espécie de verniz para madeira e "pintaram" um LED. Embora isso seja o que se poderia chamar de uma típica uma idéia de estudante, eles estavam, na verdade, montando sua descoberta sobre uma fonte própria de luz, dispensando o laser. O resultado não é nenhum primor de acabamento, mas demonstra claramente que a junção dos dois pode gerar uma nova fonte de luz branca que poderá revolucionar todo o setor de iluminação.

A descoberta foi descrita em um artigo publicado no exemplar de 18 de Outubro do Jornal da Sociedade Americana de Química.

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