Telas mais brilhantes, mais finas e que consomem menos eletricidade podem surgir de uma solução surpreendentemente simples.
Pesquisadores do MIT e da Samsung revestiram diodos de pontos quânticos com uma resina protetora. Em alguns protótipos azuis, essa operação multiplicou sua vida útil por mais de 5.000, sem alterar seu processo de fabricação.
Os pontos quânticos são minúsculos cristais semicondutores, medindo apenas alguns nanômetros. Quando recebem energia, emitem uma luz cuja cor depende precisamente do seu tamanho. Eles permitem produzir vermelhos, verdes e azuis particularmente puros, com menos perda de luz do que várias tecnologias atuais.
Algumas televisões já utilizam essas nanopartículas, mas apenas como filtros coloridos diante de outra fonte de luz. Os QD-LED estudados aqui funcionam de forma diferente. A corrente elétrica excita diretamente os pontos quânticos, que produzem a luz por si mesmos. Essa arquitetura poderia simplificar as telas, ao mesmo tempo que reduz sua espessura e seu consumo de energia.
Um obstáculo persistia, no entanto: os diodos azuis envelheciam muito rapidamente. Sua estabilidade era entre 50 e 100 vezes inferior à das versões vermelha e verde. Em uma televisão completa, essa fragilidade poderia limitar a vida útil a apenas alguns meses, tornando qualquer comercialização realista impossível.
Para entender essa degradação, os pesquisadores cortaram os diodos em fatias extremamente finas. Poderosos microscópios permitiram então observar cada camada antes e depois de um funcionamento intensivo. Nos componentes azuis, vários materiais afinavam, mudavam de forma e acabavam se misturando. Os pontos quânticos perdiam então sua estrutura inicial.
Essas transformações parecem estar ligadas, especialmente, à liberação de hidrogênio e oxigênio durante o funcionamento. Esses elementos favoreceriam a formação de umidade ao redor das nanopartículas, acelerando sua deterioração. A equipe encapsulou, portanto, os diodos em uma resina à base de acrilato, já compatível com processos industriais simples e relativamente baratos.
A proteção melhorou em oito vezes a vida útil dos diodos vermelhos. Para os azuis, o ganho ultrapassou um fator de 5.000 em alguns experimentos. A resina limita a liberação de gases e retarda as mudanças físicas observadas nas diferentes camadas. Ela não elimina, no entanto, todos os mecanismos responsáveis pelo envelhecimento.
Os pesquisadores desejam agora adicionar outras camadas protetoras para aumentar ainda mais a estabilidade e a eficiência. Essa tecnologia poderia equipar televisores, smartphones, óculos de realidade virtual ou dispositivos de imagem médica. Ela também poderia ser usada para fabricar grandes superfícies luminosas, sensores ou lasers que utilizam cores muito precisas.