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11 Dezembro 2014

Investigadores CICECO publicam na revista Nature Communications

Investigadores CICECO publicam na revista Nature Communications

Equipa de Investigação do CICECO, em parceria com Investigadores da Universidade Humboldt de Berlim (Alemanha), da Universidade de Ciência e Tecnologia de Changchun (China) e da Universidade Federal de Pernambuco (Brasil), desenvolveram um novo LED que, em relação aos que atualmente existem, tem melhor qualidade de luz branca, melhor índice de reprodução e temperatura de cor e melhor estabilidade e brilho constante. O artigo “Efficient and tuneable photoluminescent boehmite hybrid nanoplates lacking metal activator centres for single-phase white LEDs” publicado na Nature Communications, uma das revistas científicas mais prestigiadas do mundo, resultou do desenvolvimento de um LED cuja luz se assemelha à emitida pelo sol, sem necessidade do habitual recurso a filtros para a tornar mais acolhedora e para que não interfira com a percepção das cores do ambiente em redor. Para além disso, o novo LED foi desenvolvido com materiais não tóxicos e abundantes na natureza o que potencia a redução dos custos de fabrico e, consequentemente, de venda.

“Para criarmos este LED foi desenvolvido um novo material formado por partículas de dimensões nanométricas [um milhões de vezes mais pequenas do que o milímetro] constituídas por uma parte orgânica, baseada em ácidos carboxílicos, e uma outra parte inorgânica, feita por um mineral à base de alumínio”, desvenda Rute Ferreira, investigadora do CICECO/Departamento de Física da UA e coordenadora do estudo. As partículas foram depois depositadas na superfície de um LED comercial que emite luz ultravioleta, “luz esta que o nosso material absorve e converte em luz branca com elevado brilho”.

Mas os LEDS não foram apenas desenvolvidos a pensar no conforto que o respetivo uso na iluminação, quer interior, quer exterior, pode proporcionar aos olhos. “Sendo os LEDs uma alternativa às fontes de iluminação convencionais, energeticamente mais favorável e ambientalmente mais sustentável, espera-se que venham a dominar nas próximas décadas a indústria de iluminação”, aponta Rute Ferreira.

Nesse sentido, e a prever o uso massivo de uma tecnologia que deu este ano o Prémio Nobel da Física a Isamu Akasaki, Hiroshi Amano e Shuji Nakamura pela invenção dos LEDs emissores de luz azul como precursores de fontes economizadoras de energia, o grupo de híbridos funcionais orgânicos-inorgânicos desenvolveu LEDs brancos com materiais baratos e amigos do ambiente.

A ‘receita’ dos novos LEDs, desvendada pela equipa de Rute Ferreira, Xue Bai e Vânia Feitas, dos departamentos de Física e Química, passa pela utilização de um material que “é produzido com matéria-prima barata, não tóxica e que pode ser encontrada na natureza em minérios, como a bauxite que tem uma produção anual elevada, na ordem das 200 milhões de toneladas”. Características que são “desejáveis de um ponto de vista industrial e ambiental”.

Pelo contrário, aponta Rute Ferreira, “os actuais LEDs brancos comerciais contêm iões lantanídeos com custo de produção elevado e sendo tóxicos, implica uma purificação química e reciclagem extremamente complexas”.

Futuro tem de ser iluminado de forma sustentável

De acordo com a Agência Internacional de Energia, a iluminação é responsável por, aproximadamente, 20 por cento do consumo mundial anual de energia. “As fontes de iluminação mais usadas, como as lâmpadas incandescentes e as lâmpadas fluorescentes, são ineficientes convertendo apenas, respetivamente, cerca de 5 e 20 por cento da energia elétrica em luz”, sublinha Rute Ferreira.

Por outro lado, recorda, “a produção da energia usada na iluminação mundial é uma das maiores causas de emissões de gases de efeito estufa pois produz anualmente 1900 milhões de toneladas de dióxido de carbono”. Uma quantidade que equivale a 6 por cento da emissão anual de dióxido de carbono e a 70 por cento daquele gás anualmente produzido por todos os veículos de transporte de passageiros.

Por isso, aponta a investigadora da UA, “os LEDs emissores de luz branca têm recebido uma considerável atenção nos últimos anos devido à sua capacidade de converter eletricidade em luz de forma mais eficiente do que aquela observada nas fontes de iluminação convencionais, aliada a maior tempo de vida e ausência de materiais tóxicos como o mercúrio”. Outros motivos de atenção incluem a utilização de LEDs como estímulo externo no controlo do ritmo circadiano humano, de plantas ou de bactérias, com impacto no estado fisiológico e na determinação dos padrões de atividade cerebral e regeneração celular.

Para além da Academia sueca, também a importância da luz na atividade humana foi recentemente destacada pela UNESCO que nomeou 2015 como o Ano Internacional da luz. “Esta escolha é justificada não só porque a luz é necessária à existência da própria vida como, também, pelas miríades aplicações que revolucionaram a sociedade através da medicina, comunicação, entretenimento e cultura”, lembra Rute Ferreira.

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