Vaga-lumes inspiram tecnologia para a eficiência de LEDs

Uma equipe de pesquisadores da Bélgica, França e Canadá divulgou dois artigos na revista Optic Express, em 14 de janeiro de 2013, nas quais anunciaram descobertas relacionadas ao aproveitamento de LEDs graças aos vaga-lumes.

A luz criada por esses insetos, principalmente durante o acasalamento, é emitida através de uma parte do exoesqueleto chamada de cutícula. Como a luz viaja mais lentamente na cutícula que no ar, parte dela é refletida de volta para os fotócitos, diminuindo o brilho. 

Embora outros cientistas já tenham explorado a química da bioluminescência, poucos haviam focado nas estruturas ópticas que permitem ao organismo dos animais enviarem os sinais luminosos. Usando microscópios, os cientistas descobriram a existência de pequenas “escamas” na superfície da cutícula de alguns vaga-lumes, que ajudam a minimizar as reflexões internas. Com isso, mais luz escapa para atingir os olhos das fêmeas da espécie.

Aplicando essa descoberta ao design de LED, foi possível criar uma camada externa para o diodo emissor de luz, imitando a estrutura identificada nos vagalumes. Feito por meio de computadores, o design permitiu modelar essas estruturas e verificar como as escamas afetam a passagem de luz nos dispositivos. Posteriormente, os pesquisadores testaram a eficácia da experiência desenvolvendo uma camada contendo saliências de cinco micrômetros de altura, que foi posta sobre um LED de nitreto de gálio.

Embora não seja o primeiro experimento do tipo, foi o que obteve maior ganho, atingindo 55% de melhora no aproveitamento energético. Você pode conferir os artigos completos clicando aqui e aqui.

Fontes: Hypescience e Optcis & Photonics News 

Afinal, o que é LED?

De acordo com o livro Óptica, do doutor em física e óptica e professor da Unicamp, Jaime Frejlich, os light-emitting diodes (diodo emissor de luz), ou LEDs, são dispositivos semicondutores que emitem luz. Alguns deles podem emitir luz quase monocromática com largura espectral que varia entre 40 nm e 10 nm.

São muito utilizados em produtos de microeletrônica, como sinalizador de avisos, semáforos, painéis, pistas, cortinas, entre outros. Esses dispositivos vieram para ficar e têm substituído outras fontes de luz como as lâmpadas incandescentes e as halogenas. Além disso, são mais econômicas, têm maior tempo de vida útil, não geram calor e não são poluentes quando descartadas corretamente.

 

Tudo a ver:

Óptica, escrito pelo doutor em física e óptica e professor da Unicamp, Jaime Frejlich, apresenta os principais conceitos da Óptica para alunos de graduação em Física e Engenharias. Cobrindo temas como óptica geométrica, propagação e polarização da luz, interferência da luz, tratamento da difração e holografia, apresenta uma introdução à propagação em meios anisotrópicos e à óptica não linear, sempre de forma clara e didática. Além disso, traz exemplos, problemas resolvidos e experimentos ilustrativos para consolidar os assuntos tratados.

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