Chinese
English
Deutsch
Español
Eficiente, útil LED de luz azul dibuja Premio Nobel de Física
Fecha de publicación:2014/10/13 11:55:02
Tres investigadores ayudaron a revolucionar la iluminación con mucho mayor eficiencia energética y el brillo. Los diodos emisores de luz también se utilizan en datos de almacenamiento, televisores y teléfonos inteligentes.
NEWSTAR LED CO., LIMITED
Desconcertado por bosones de Higgs, la mecánica cuántica y la expansión acelerada del universo? La física de este año del Premio Nobel es algo que es tranquilizador comprensible y útil: los LEDs azules se utilizan en todo, desde la iluminación del hogar y los faros a las pantallas de televisión y señales de tráfico.
Tres investigadores recibieron el Premio Nobel 2014 de física el martes por la invención de este diodo emisor de luz azul (LED), una tecnología que ahora se utiliza en redes de alta velocidad, almacenamiento de datos, los teléfonos inteligentes, la purificación del agua, y la iluminación de la casa eficiente.
Los ganadores son Isamu Akasaki, un ciudadano japonés y profesor de la Universidad Meijo y la Universidad de Nagoya; Hiroshi Amano, un ciudadano japonés y profesor de la Universidad de Nagoya; y Shuji Nakamura, un ciudadano estadounidense y profesor de la Universidad de California en Santa Barbara.
La ventaja clave de su invención hace 20 años es la producción de luz con mucho menos gasto de energía eléctrica que con tecnologías como las luces incandescentes y fluorescentes anterior, la Real Academia Sueca de Ciencias dijo en la adjudicación del premio.
"Una cuarta parte del consumo de energía va a la iluminación", dijo Per Delsing, profesor de física en la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia, durante una conferencia de prensa para anunciar el premio. Como resultado, cualquier aumento en la eficiencia y el consiguiente ahorro de energía "es realmente va a tener un gran impacto en la civilización moderna", dijo.
Premios Nobel de física a menudo ir a descubrimientos fundamentales, como el bosón de Higgs. Pero cuando el comité hace un premio por una invención ", que realmente enfatizamos la utilidad de la invención", dijo Anne L'Huillier, un profesor de física atómica en la Universidad de Lund en Suecia, también habló en la conferencia de prensa. Y el LED azul no es nada si no es útil.
Recientes premios Nobel se han concedido para los conceptos que están muy lejos de ser el día a día las experiencias humanas - magnetorresistencia gigante, condensados de Bose-Einstein, los superconductores y los superfluidos, y la expansión acelerada del universo, por ejemplo. El LED azul - algo que se puede comprar en la tienda de mejoramiento del hogar locales - parece francamente mundano en comparación.
Pero es cualquier cosa menos ordinaria, dijo H. Frederick Dylla, director ejecutivo del Instituto Americano de Física, quien llamó a la obra un "tour de force", ya que requiere una combinación de ciencia de los materiales, la física y la química. De hecho, la invención del LED azul estaba en una lista corta de candidatos de su instituto para el premio, dijo.
"Es una tecnología muy cara que requiere epitaxia atómica de capas, donde las capas se colocan hacia abajo capa atómica a capa atómica a un vacío muy alto," dijo Dylla. Es mucho más complicado que las luces incandescentes, agregó. "Compare esto con el dibujo de alambre de tungsteno y ponerla en una burbuja de cristal y soplar el aire con un poco de argón, y usted tiene una bombilla de luz por unos pocos centavos."
Tres colores de LED
La luz blanca del sol puede ser reproducida artificialmente mediante la mezcla de tres colores de la luz: rojo, verde, y azul. Los LEDs son muy eficientes en la conversión de energía eléctrica en luz visible, pero los LEDs azules resultaron mucho más difíciles de diseñar que las rojas y verdes. Se tardó más de un cuarto de siglo después de LEDs rojos fueron inventados en la década de 1960 antes de que los materiales y técnicas de fabricación de semiconductores crecieron lo suficientemente sofisticados como para permitir LEDs azules en la década de 1990.
Los LED blancos funcionan bien empaquetando tríos de LEDs rojos, verdes y azules o mediante el uso de LEDs sólo azules cuya luz también excita los fósforos que emiten verde y rojo.
Ahora los LEDs blancos están extendiendo rápidamente en todo el mundo, liderado por las aplicaciones de iluminación.
Las luces incandescentes - la tradicional bombilla de Thomas Edison de la era - el trabajo mediante el calentamiento de un filamento hasta que brille intensamente. Este enfoque produce la luz, pero la mayoría de la energía se pierde en forma de calor.
Las bombillas fluorescentes son más de cuatro veces más eficiente, un gran paso adelante. Pero LEDs son casi veinte veces más eficientes que las bombillas incandescentes, y no cargan con los riesgos para la salud de riesgo relacionados con el mercurio de las bombillas fluorescentes. Como bono adicional, las luces LED duran más, también.
Los LED blancos son ahora utilizados ampliamente en farolas, semáforos, linternas, faros de los vehículos, y las luces como los costos bajan, domésticos y de oficina. También son una fuerza importante en la electrónica, ofreciendo la luz en las pantallas de los ordenadores portátiles, teléfonos, tabletas y televisores.
Akasaki y Amano trabajaron juntos en la tecnología de la Universidad de Nagoya, mientras que Nakamura en el momento estaba trabajando en Nichia Chemical Corporation. Se tardó más de una década de trabajo para producir los diseños prácticos de azul LED en la década de 1990.
El trío se dividirá un premio de alrededor de $ 1,1 millones. Eso es mucho más de los $ 200 que pagó Nichia Nakamura por su invención - pero menos de los $ 8 millones que ganó en el 2005 en una demanda argumentando que se merecía una mayor participación en las regalías de su invento trajeron.
La ciencia básica da frutos
Dylla es feliz de ver a un Premio Nobel otorgado a algo comprensible para el público. Pero eso no significa que la investigación científica debe orientarse sólo hacia los productos que tienen un beneficio comercial o práctico obvio, dijo.
"Estoy preocupado por algunos que dicen si la investigación los fondos del gobierno, que sólo debe ... dirigida hacia cosas que no tienen una aplicación práctica", dijo Dylla. "El problema con este punto de vista limitado es que la mayoría de lo que terminó como aplicaciones prácticas de la ciencia han venido de la investigación básica en lugar sin trabas de la naturaleza de la materia o cómo la energía interactúa con la materia."
Por ejemplo la famosa teoría de la mente-flexión de Einstein de la relatividad general puede parecer remoto. Pero ignorar que haría de navegación con los satélites GPS de hoy "altamente inexacta."
"Usted puede rastrear muchos avances en la ciencia y la ingeniería que tienen aplicaciones prácticas obvias e inmediatas a una fundación de la ciencia básica", dijo.
NEWSTAR LED CO., LIMITED
