Untuk pertama kalinya, para peneliti telah menciptakan light-emitting diodes (LED) pada foil logam fleksibel ringan.
Insinyur di The Ohio State University sedang mengembangkan LED berbasis foil untuk lampu ultraviolet portabel (UV) yang dapat digunakan tentara dan orang lain untuk memurnikan air minum dan mensterilkan peralatan medis.
Dalam jurnal Applied Physics Letters, para peneliti menggambarkan bagaimana mereka merancang LED untuk bersinar di ujung "dalam" berenergi tinggi dari spektrum UV. Universitas akan melisensikan teknologi ke industri untuk pengembangan lebih lanjut.
Sinar UV dalam sudah digunakan oleh militer, organisasi kemanusiaan dan industri untuk aplikasi mulai dari deteksi agen biologis hingga menyembuhkan plastik, jelas Roberto Myers, profesor ilmu material dan teknik di Ohio State.
Masalahnya adalah bahwa lampu UV dalam konvensional terlalu berat untuk dengan mudah dibawa-bawa.
"Saat ini, jika Anda ingin membuat sinar ultraviolet yang dalam, Anda harus menggunakan lampu merkuri," kata Myers, yang juga seorang profesor teknik elektro dan komputer. "Merkuri beracun dan lampunya besar dan tidak efisien secara elektrik. LED, di sisi lain, benar-benar efisien, jadi jika kita bisa membuat LED UV yang aman dan portabel dan murah, kita bisa membuat air minum yang aman di mana pun kita membutuhkannya."
Dia mencatat bahwa kelompok penelitian lain telah membuat LED UV dalam pada skala laboratorium, tetapi hanya dengan menggunakan semikonduktor kristal tunggal yang sangat murni dan kaku sebagai substrat — strategi yang memaksakan penghalang biaya yang sangat besar untuk industri.
Nanoteknologi berbasis foil dapat memungkinkan produksi skala besar dari LED UV dalam yang lebih ringan, lebih murah dan lebih ramah lingkungan. Tetapi Myers dan mahasiswa doktoral ilmu material Brelon J. May berharap bahwa teknologi mereka akan melakukan sesuatu yang lebih: mengubah bidang penelitian khusus yang dikenal sebagai nanophotonics menjadi industri yang layak.
"Orang-orang selalu mengatakan bahwa nanophotonics tidak akan pernah penting secara komersial, karena Anda tidak dapat meningkatkannya. Nah, sekarang kita bisa. Kita bisa membuat selembar dari mereka jika kita mau," kata Myers. "Itu berarti kita dapat mempertimbangkan nanophotonics untuk manufaktur skala besar."
Sebagian, perkembangan baru ini bergantung pada teknik pertumbuhan semikonduktor mapan yang dikenal sebagai epitaksik sinar molekuler, di mana bahan unsur yang diuapkan mengendap di permukaan dan mengatur sendiri menjadi lapisan atau struktur nano. Para peneliti Ohio State menggunakan teknik ini untuk menumbuhkan karpet kabel aluminium gallium nitride yang dikemas rapat pada potongan foil logam seperti titanium dan tantalum.
Kabel individu berukuran sekitar 200 nanometer dan berdiameter sekitar 20-50 nanometer - ribuan kali lebih sempit dari rambut manusia dan tidak terlihat dengan mata telanjang.
Dalam tes laboratorium, kawat nano yang ditanam pada foil logam menyala hampir seterang yang diproduksi pada silikon kristal tunggal yang lebih mahal dan kurang fleksibel.
Para peneliti bekerja untuk membuat LED kawat nano lebih cerah, dan selanjutnya akan mencoba menumbuhkan kabel pada foil yang terbuat dari logam yang lebih umum, termasuk baja dan aluminium.
