Protein integrated light-emitting diodes

Verimli mavi ışık yayan diyotların icadı, parlak ve enerji tasarruflu beyaz ışık kaynaklarına yol açtı, böylece geleneksel ışık kaynaklarıyla değişilebilecek potansiyele sahip olurlar. Katı hal aydınlatma için beklenen yüksek talep, büyük elektronik atik miktarina yol açacaktır. Katı-hal aydınlatma şimdiye kadar yapay veya mühendislik dalgaboyu-dönüştürücü malzemeleri olan fosfor, sentetik boyalar ve inorganik nanokristalleri kullanmaktadır, ama bu malzemeler toksik ve nadir toprak malzemelerini kullanir. Böylece, yeşil malzemelerin elektronik içine entegrasyonu, çevre koruma ve sürdürülebilirlik için daha önemli hale gelmektedir. Burada, ilk kez LEDlere proteinlerin bütünleşmesini sunuyoruz. Bu çalışmada, mavi LED'lerin elektrolüminesanı ve floresan proteinlerin fotolüminesansı kullanılarak renk dönüşümü gösterilmektedir ve ipek hidrojel malzemesi ışık yayan diyotlar (LED'ler) için bir lens materyali olarak tanıtılmıştır. Mümkün olabilecek maksimum renk aygılama indeksi ve diğer optik parametreleri hesaplamak için 12 floresan proteini kullanarak beyaz ışık üretimini simüle ettik. Deneysel şekilde biyolojik kaynaklı floresan proteinler kullanılarak elde edilen sıcak, gün ışığı ve soğuk beyaz LED'ler sıvı kristal ekranlarda ve genel aydınlatmalarda kullandık. Optimize edilmiş ve üretilmiş floresan proteinlerinin çip ölçekli entegrasyonuna ve beyaz ışık üretimine olanak sağladığını gösterdik. Sarı fosfordan yapılmış geleneksel beyaz LEDlerden daha yüksek CRI değeri (68) olan bu biyomalzeme tabanlı LED'le 83e kadar CRI ve en fazla 6.7 lm / W ışık verimliliği sergilemiştir. Farklı protein yayıcıların kombinasyonları uygulamaya özel ışık kaynakları için hassas fotometrik değerlerin avantajlı şekilde kullanılmasına olanak sağlamıştır. Daha sonra, sistematik şekilde çeşitli konsantrasyonlarda olan ipek hidrojel lenslerin özellikleri olan geçirgenliğini ve ışık çıkarma verimliliğini inceledik. Kubbe ve krater şeklindeki hidrojel lens yapılarının üzerindeki yüksek kontrollu mekansal radyasyon yoğunluğunun dağılımını gösterdik. Mekansal radyasyon deneysel sonuçları teorik modellenmiş ipek hidrojel lensler ile tamamlanılmıştır. Ayrıca, 3.0 % ağırlıklı bir ipek konsantrasyonda hidrojel lensler, 94 % ışık çıkarma verimliliğini göstermektedir. İpek hidrojel, ışık yayan diyotlar için alternatif bir çevre dostu lens materyali olarak gösterilebilir. Bu çalışmada proteinlere dayalı katı hal aydınlatmalarda yeni yol açıldığını gözlemleyebiliriz.