Este nuevo LED imita la luz del día gracias a puntos cuánticos

Se trata de dispositivos inteligentes de luz blanca de color controlable a partir de puntos cuánticos.

 

Un equipo de investigadores de la Universidad de Cambridge ha diseñado el sistema de iluminación inteligente de próxima generación utilizando una combinación de nanotecnología, ciencia del color, métodos computacionales avanzados, electrónica y un proceso de fabricación único. Estas nuevas bombillas LED son más eficientes y tienen una mejor saturación de color que los LED estándar, y pueden reproducir dinámicamente las condiciones de la luz del día en una sola luz.

El equipo descubrió que al usar más de los tres colores de iluminación primarios que se usan en los LED típicos, podían reproducir la luz del día con mayor precisión. Las primeras pruebas del nuevo diseño mostraron una excelente reproducción cromática, un rango operativo más amplio que la tecnología de iluminación inteligente actual y un espectro más amplio de personalización de luz blanca.

La iluminación inteligente también puede responder a los ritmos circadianos, que regulan el ciclo diario de sueño y vigilia, de modo que la luz sea de color blanco rojizo por la mañana y por la noche, y de color blanco azulado durante el día, según explican los expertos en su estudio publicado en la revista Nature Communications.


Así, cuando una habitación tiene suficiente luz natural o artificial, buen control del deslumbramiento y vistas al exterior, se dice que tiene buenos niveles de confort visual. Dado que el color de los objetos está determinado por la iluminación, la iluminación blanca inteligente debe poder expresar con precisión el color de los objetos circundantes y esto lo han conseguido usando tres colores diferentes de luz simultáneamente.


Los investigadores de Cambridge desarrollaron una arquitectura para diodos emisores de luz de punto cuántico (QD-LED) basada en iluminación blanca inteligente de próxima generación. Combinaron la optimización del color a nivel de sistema, la simulación optoelectrónica a nivel de dispositivo y la extracción de parámetros a nivel de material. El sistema QD-LED utiliza varios colores primarios, más allá del rojo, el verde y el azul comúnmente utilizados, para imitar con mayor precisión la luz blanca.

El sistema QD-LED desarrollado por Cambridge mostró un rango de temperatura de color correlacionado (CCT) de 2243K (rojizo) a 9207K (sol brillante del mediodía), en comparación con las luces inteligentes basadas en LED actuales que tienen un CCT entre 2200K y 6500K. El índice de reproducción cromática (CRI, por sus siglas en inglés), una medida de los colores iluminados por la luz en comparación con la luz diurna (CRI=100), del sistema QD-LED fue de 97, en comparación con los rangos actuales de bombillas inteligentes, que están entre 80 y 91 .

"Esta es una primicia mundial: un sistema de iluminación blanca inteligente basado en puntos cuánticos de alto rendimiento totalmente optimizado", comentó Jong Min Kim del Departamento de Ingeniería de Cambridge, quien codirigió la investigación. "Este es el primer hito hacia la explotación total de la iluminación blanca inteligente basada en puntos cuánticos para aplicaciones diarias".

"La capacidad de reproducir mejor la luz del día a través de su espectro de color variable dinámicamente en una sola luz es lo que buscamos", dijo el profesor Gehan Amaratunga, coautor del estudio. "Lo logramos de una nueva manera mediante el uso de puntos cuánticos. Esta investigación abre el camino para una amplia variedad de nuevos entornos de iluminación sensibles a los humanos".

La investigación fue apoyada en parte por la Unión Europea y el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas (EPSRC), parte de Investigación e Innovación del Reino Unido (UKRI).

 

Referencia: Chatura Samarakoon, Hyung Woo Choi, Sanghyo Lee, Xiang-Bing Fan, Dong-Wook Shin, Sang Yun Bang, Jeong-Wan Jo, Limeng Ni, Jiajie Yang, Yoonwoo Kim, Sung-Min Jung, Luigi G. Occhipinti, Gehan A. J. Amaratunga, Jong Min Kim. Optoelectronic system and device integration for quantum-dot light-emitting diode white lighting with computational design framework. Nature Communications, 2022; 13 (1) DOI: 10.1038/s41467-022-31853-9

Sarah Romero

Sarah Romero

Fagocito ciencia ficción en todas sus formas. Fan incondicional de Daneel Olivaw y, cuando puedo, terraformo el planeta rojo o cazo cylons. Hasta que viva en Marte puedes localizarme en Twitter: sarahromero_ y en ladymoon@gmail.com

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