據(jù)報道,LED的使用越來越廣泛,但目前生產(chǎn)白色LED的兩種方法不是成本太高,就是產(chǎn)品使用壽命短,限制了該產(chǎn)業(yè)發(fā)展。最近,德國紐倫堡—埃朗根大學的研究人員利用熒光蛋白材料,開發(fā)出了一種新的生產(chǎn)工藝,使白色LED的生產(chǎn)變得既簡單便宜,又安全環(huán)保,同時還使產(chǎn)品使用壽命大幅延長。
與白熾燈、鹵素燈等照明材料相比,白色LED具有壽命長、能效高、環(huán)保及易維護的優(yōu)點,但缺點是價格偏高,這主要是其生產(chǎn)工藝相對復雜所致。白色LED的生產(chǎn)通常有兩種方法:一是在藍色LED的表面涂上磷或稀土無機材料,此法生產(chǎn)的白色LED使用壽命長、亮度好,但工藝比較復雜,而且成本較高;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,這種工藝相對簡單,但產(chǎn)品亮度和壽命要差。
一個理想的方法是將這兩種工藝結(jié)合起來,紐倫堡—埃朗根大學的研究人員就是基于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(nèi)瓦爾德教授合作,發(fā)明了一種既簡單又廉價的生產(chǎn)工藝。他們將熒光蛋白涂在一種橡膠材料上,然后嵌入到LED中??滤顾榻B說,熒光蛋白既環(huán)保又便宜,還容易調(diào)色,彩色或白色都可以控制。唯一的缺陷是熒光蛋白只有在緩沖水溶液中才穩(wěn)定,所以無法在常規(guī)涂層工藝中應用。此外,研究人員還必須解決熒光蛋白在高溫、潮濕等不同環(huán)境下的穩(wěn)定性問題。
為此,研究人員開發(fā)了一種新的涂層技術。他們將熒光蛋白涂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(zhì)水溶液連接到網(wǎng)狀凝膠上,并維持必要的濕度。他們通過真空干燥使凝膠轉(zhuǎn)換成一種橡膠材料,然后將其用于白色LED的多層涂層。柯斯塔稱,他們采用這種方法成功制成了壽命長、能效高、環(huán)保又廉價的白色LED。他表示,這一生產(chǎn)工藝有望應用到下一代LED的工業(yè)化生產(chǎn)中。