Los láseres orgánicos de estado sólido (OSL) son inmensamente prometedores para una amplia gama de aplicaciones debido a su flexibilidad, capacidad de ajuste del color y eficiencia. Sin embargo, son difíciles de fabricar, y con más de 150.000 posibles experimentos necesarios para encontrar nuevos materiales exitosos, descubrirlos todos sería el trabajo de varias vidas. De hecho, en las últimas décadas, sólo se han probado entre 10 y 20 nuevos materiales OSL.
Los investigadores del Acceleration Consortium con sede en la Universidad de Toronto aceptaron este desafío y utilizaron tecnología de laboratorio autónomo (SDL) que, una vez configurada, les permitió sintetizar y probar más de 1000 materiales OSL potenciales y descubrir al menos 21 de alto rendimiento. OSL consigue candidatos en cuestión de meses.
Un SDL utiliza tecnologías avanzadas como inteligencia artificial y síntesis robótica para agilizar el proceso de identificación de nuevos materiales, en este caso, materiales con propiedades láser excepcionales. Hasta ahora, los SDL generalmente se han limitado a un laboratorio físico en una ubicación geográfica.
Este artículo titulado "Descubrimiento de circuito cerrado asincrónico deslocalizado de emisores láser orgánicos" publicado en la revista Science muestra cómo el equipo de investigación utilizó el concepto de experimentación distribuida, donde las tareas se dividen entre diferentes sitios de investigación, para lograr el objetivo conjunto más rápido. Para esta investigación participaron laboratorios de Toronto y Vancouver en Canadá, Glasgow en Escocia, Illinois en EE. UU. y Fukuoka en Japón.
Al utilizar este método, cada laboratorio pudo contribuir con su experiencia y recursos únicos, que en última instancia desempeñaron un papel clave en el éxito de este proyecto. Este flujo de trabajo descentralizado, administrado por una plataforma basada en la nube, no solo mejoró la eficiencia sino que también permitió la rápida replicación de los hallazgos experimentales, lo que en última instancia democratizó el proceso de descubrimiento y aceleró el desarrollo de la tecnología láser de próxima generación.
"Lo que este artículo muestra es que un enfoque de circuito cerrado se puede deslocalizar, los investigadores pueden ir desde el estado molecular hasta los dispositivos y se puede acelerar el descubrimiento de materiales que se encuentran en una fase muy temprana del proceso de comercialización", afirmó. Dr. Alán Aspuru-Guzik, director del Consorcio de Aceleración.
"El equipo diseñó un experimento que iba desde la molécula hasta el dispositivo; los dispositivos finales se fabricaron en Japón. Se ampliaron en Vancouver y luego se transfirieron a Japón para su caracterización".
El descubrimiento de estos nuevos materiales representa un avance significativo en el campo de la optoelectrónica molecular. Ha allanado el camino para mejorar el rendimiento y la funcionalidad de los dispositivos OSL y ha sentado un precedente para futuras campañas de descubrimiento deslocalizadas en el campo de la ciencia de materiales y los laboratorios autónomos.
Más información: Felix Strieth-Kalthoff et al, Descubrimiento de circuito cerrado, asincrónico y deslocalizado de emisores láser orgánicos, Ciencia (2024). DOI:10.1126/science.adk9227. www.science.org/doi/10.1126/science.adk9227
Información de la revista: Ciencia
Proporcionado por la Universidad de Toronto