Nobelovka za fyziku: Aby bolo LED svetlo biele, potrebovali modrú

— Zuzana Vitková

Luminiscenčnú diódu (LED-ku) nosí so sebou takmer každý vo forme displeja, alebo svietidla na telefóne. Poukázal na to profesor Per Delsing, keď slávnostne predstavoval tohtoročných laureátov Nobelovej ceny za fyziku. Trojica vedcov objavila modrú diódu, vďaka ktorej paradoxne môžeme svietiť nabielo.

Nobelovka za fyziku: Aby bolo LED svetlo biele, potrebovali modrú

RBG LED diódy, autor fotografie: Piccolo Namek

Nobelova cena je udeľovaná od roku 1901. Túto tradíciu „založil“ vo svojej poslednej vôli švédsky vedec a priemyselník Alfred Nobel. Prestížne ocenenie je možné získať za celosvetový prínos v piatich kategóriách. Vo fyzike, chémii, medicíne, literatúre a za prínos pre mier. Prvé štyri ocenenia udeľuje švédska Kráľovská akadémia vied, cena za mier je odovzdávaná komisiou nórskeho parlamentu. V roku 1968 bola pridaná aj cena za ekonómiu pod názvom Cena Švédskej banky za ekonómiu na pamiatku Alfreda Nobela. Nie je oficiálnou súčasťou Nobelových cien, udeľuje sa však zároveň s nimi. Laureáti okrem prestížnej medaily a diplomu získavajú aj peňažnú odmenu vo výške osem miliónov švédskych korún (takmer jeden milión Eur). V prípade, že je v jednej kategórii ocenených viacero vedcov, peňažnú odmenu si rozdelia.

Červená + zelená + modrá = biela

Ocenenie získali japonskí vedci Isamu Akasaki a Hiroshi Amano z Nagoya University a americký vedec japonského pôvodu Shuji Nakamura z University of California, Santa Barbara. Vedci prišli pred dvadsiatimi rokmi na to, ako vyrobiť modré svetelné diódy. V kombinácii s červeným a zeleným diódovým svetlom tento objav umožnil nový spôsob produkcie jasného bieleho svetla.

„Biele svetlo sa skladá prakticky zo všetkých farieb, čo je vidieť aj na dúhe vytvorenej slnečným svetlom, v ktorej sú zastúpené všetky farby viditeľného spektra. Slnečné svetlo sa zdá byť žlté, pretože je v ňom zastúpenej viac žltej farby. Červená a modrá farba ohraničujú celé spektrum z dvoch strán a zelená sa nachádza približne uprostred. Spojením týchto troch farieb preto zastúpime veľkú časť celého spektra a naše oko to vníma ako bielu farbu. Preto sa v displejoch na vytvorenie farebného bodu používajú LED týchto troch farieb.“ vysvetľuje to, ako vnímame bielu farbu profesor Jaroslav Kováč z Ústavu elektroniky a fotoniky FEI STU v Bratislave.

Problémy robila „energická“ modrá

Modré svetlo bolo vynájdené ako tretie a bolo tak posledným krokom k novej generácii svietidiel. To, že bol modrý variant posledný, nebola náhoda, vytvoriť ho je totiž najproblematickejšie.

„Modré svetlo je na hornom okraji farebného spektra a fotóny modrého svetla majú preto najvyššiu energiu. Kým traja páni, ktorí dostali Nobelovu cenu neobjavili vhodný materiál schopný účinne svietiť v modrej časti spektra, nemali sme modré LED. Tento materiál je veľmi nepoddajný a kým sme nevyvinuli dostatočné technológie na jeho spracovanie, neboli sme ho schopní využiť.“ hovorí Jaroslav Kováč.

Účinnejšia aj ekologickejšia cesta

Nový spôsob svietenia pomocou LED je dnes každodennou súčasťou našich životov, aj keď má tento objav iba 20rokov.

„Vďaka LED žiarovkám máme momentálne trvalejšiu a efektívnejšiu alternatívu k starším svetelným zdrojom,“ napísala Kráľovská švédska akadémia vied vo svojom vyhlásení na margo výberu laureátov. Akadémia tiež dodala, že: „Vzhľadom k tomu, že štvrtina spotreby elektrickej energie na svete je využívaná za účelom osvetlenia, prispievajú elektroluminiscenčné diódy významne k ochrane prírodných zdrojov.“.

LED diódy, ktorými sú okrem iného podsvietené aj niektoré televízne obrazovky, sú vďaka svojej efektívnosti nielen ekologickejšie, ale aj lacnejšie ako klasické umelé svetelné zdroje. „Moderné biele LED žiarovky sú asi 10x účinnejšie ako klasické žiarovky a asi 2,5x účinnejšie ako žiarivky.“ hovorí profesor Kováč.

efektivita LED

Efektivita osvetlenia v priebehu rokov, zdroj grafiky: nobelprize.org

 

Výhodou LED žiaroviek je aj menšia spotreba elektrickej energie a to až o 85-90%. Vyžarujú totiž menej tepla, kvôli ktorému dochádza k energetickým stratám. Vzhľadom na nízku spotrebu elektriny by tak mohli byť napájané lacnou solárnou energiou a priniesť tak umelé svetlo aj do oblastí bez elektrických sietí.

Novými možnosťami zvýšenia účinnosti LED sa na Slovensku zaoberá aj Ústav Elektroniky a Fotoniky, na ktorom profesor Jaroslav Kováč pôsobí. „Tieto možnosti skúmame najmä pomocou textúrovania povrchu do formy fotonického kryštálu a týmto spôsobom dokážeme zvýšiť účinnosť LED až o 50%,“ vysvetľuje slovenský vedec a zároveň dodáva, že do výskumu zapájajú aj študentov ústavu. Študenti tak majú možnosť podieľať sa priamo na vývoji moderných a progresívnych technológií.

Nobelove ceny budú laureátom slávnostne odovzdané v deň výročia úmrtia Alfreda Nobela 10. Decembra v Štokholme.

Zajtra okolo 11:45 bude slávnostne vyhlásená Nobelova cena za chémiu. Priamy prenos z podujatia si môžete pozrieť tu.

Odporučiť e-mailom

Komentáre

Prihláste sa na odber noviniek zo sveta vedy priamo do Vášho e-mailu

* povinné polia