Los puntos cuánticos han hecho posible aumentar sustancialmente la calidad del color en las pantallas LCD. Sin embargo, Estos nanocristales a base de cadmio han demostrado ser perjudiciales para el medio ambiente. Los investigadores de Fraunhofer están trabajando junto con un socio de la industria para desarrollar una alternativa prometedora:puntos cuánticos basados en fosfuro de indio.
El paisaje es impresionante. Porque es tan real olvidas por un momento que el águila que rodea el cielo no está fuera de tu ventana, sino que está en su televisor. Estas imágenes engañosamente realistas no son solo el resultado de las pantallas de alta resolución disponibles en los dispositivos modernos; los colores también juegan un papel, y se vuelven cada vez más brillantes y ricos. Esto es posible gracias a pequeños cristales conocidos como puntos cuánticos (QD), que tienen un grosor de unos pocos átomos. Estas nanopartículas ubicadas en las unidades de retroiluminación de las pantallas LCD QD ofrecen una abundancia de colores, pero también poseen otra característica extraordinaria. "Una gran ventaja de los puntos cuánticos es que sus propiedades ópticas se pueden modificar de forma selectiva cambiando su tamaño, "explica el Dr. Armin Wedel del Instituto Fraunhofer de Investigación Aplicada de Polímeros IAP en Potsdam, Alemania. "Esto significa que ya no tendrá que fabricar tres materiales distintos para los colores rojo, verde y azul; ahora es posible hacer el trabajo con solo uno ". Esto ahorra tiempo y dinero.
Durante los últimos años, Los investigadores de Fraunhofer IAP en Potsdam han estado desarrollando puntos cuánticos para clientes en una amplia gama de sectores industriales. Fabrican las nanopartículas mediante síntesis química y las personalizan para cada aplicación. Esto inicialmente da como resultado partículas muy pequeñas que irradian luz azul. En tamaños superiores a aproximadamente 2 nanómetros, el color cambia a verde. La más grande de las partículas cuánticas, con un tamaño de 7 nanómetros, emitir dentro del rango espectral rojo. En la actualidad, Wedel y su equipo están desarrollando puntos cuánticos para la retroiluminación de pantallas en nombre de la empresa holandesa NDF Special Light Products B.V. Estos puntos cuánticos mejorarán la reproducción cromática y el realismo del color de las pantallas. Aquí, los cristales están fabricados para los diferentes colores de emisión e incrustados en plásticos. Estos plásticos se procesan posteriormente en películas y se integran en la pantalla como una película de conversión.
Materiales alternativos a base de fosfuro de indio
Con esta tarea, los investigadores se enfrentan a un nuevo desafío. La Comisión de la UE está considerando prohibir el cadmio en los bienes de consumo para 2017, debido a su efecto dañino sobre el medio ambiente. Sin embargo, También se considera el material ideal para fabricar los cristales:los puntos cuánticos basados en cadmio pueden lograr una nitidez de espectro de banda estrecha de solo 20 a 25 nanómetros. Los fabricantes de pantallas de todo el mundo buscan ahora materiales de sustitución adecuados con características similares. Contra la cortina, Fraunhofer IAP parece estar en un camino prometedor.
"Estamos probando puntos cuánticos basados en fosfuro de indio junto con productos ligeros especiales NDF, ", dice Wedel. Su equipo ya ha logrado una nitidez espectral de 40 nanómetros. A primera vista, que no parece estar muy lejos de la calidad que se puede lograr con los puntos cuánticos basados en cadmio, pero las diferencias en la fidelidad del color todavía están presentes. "Vemos esto como un buen primer hito, pero seguimos esforzándonos por seguir mejorando, ", dice Wedel. Este esfuerzo dará sus frutos, ya que los fabricantes de televisores no son los únicos que codician estas pequeñas maravillas de color. También existe un gran potencial de mercado para aplicaciones especiales como pantallas de equipos médicos o aeronáuticos. Es más, Los puntos cuánticos también pueden aumentar la eficiencia de las células solares. o puede emplearse en bioanalítica. Para casos tan especiales, las características ópticas de los puntos cuánticos deben configurarse con precisión para los requisitos específicos de la aplicación. "Estamos en una buena posición gracias a nuestra amplia experiencia en la fabricación de puntos cuánticos para satisfacer los requisitos específicos de los clientes, "dice Wedel.
