Os nanocristais entraram no mercado de televisão em 2015. Eles fizeram isso em grande estilo e com uma promessa: expandir drasticamente cobertura de cor que os televisores de painel LCD nos entregavam naquela época. E eles mantiveram sua palavra. Na verdade, hoje eles não estão presentes apenas nessas televisões; eles também são um componente fundamental das matrizes QD-OLED feitas pela Samsung.
No final de setembro passado, a União Europeia aprovou uma nova diretiva que busca reduzir o consumo dos televisores, medida que possivelmente fará com que os fabricantes limitem sua capacidade máxima de entrega de brilho. Caso contrário, eles não poderão cumpri-lo; portanto, a priori, é provável que os modos de imagem projetados para reproduzir conteúdo HDR sejam as principais vítimas.
Você pode estar se perguntando o que isso tem a ver com os nanocristais de que falamos no primeiro parágrafo deste artigo. É uma pergunta razoável, e a boa notícia é que tem muito a ver com o fato de um grupo de pesquisa da Universidade de Tóquio ter desenvolvido um novo tipo de nanocristais que permite a fabricação televisores e monitores mais eficientes do ponto de vista energético. É exatamente o que precisamos agora.
Os nanocristais não condicionam apenas a cor; também envolvido no consumo
Antes de prosseguir, vale a pena parar um momento para rever brevemente o que são os nanocristais, também conhecidos como pontos quânticos (em inglês, pontos quânticos) e por que são tão importantes. São minúsculos cristais de material semicondutor que possuem uma propriedade surpreendente: modificam o comprimento de onda da luz que interage com eles.
Curiosamente, esses cristais são tão pequenos que seu comportamento é descrito por as leis da mecânica quântica, de modo que não poderia ser explicado usando a mecânica clássica. As suas características eletrónicas são definidas, por um lado, pelo seu tamanho e, por outro, pela sua forma, o que explica porque os nanocristais são atualmente utilizados para aplicações muito diversas, como a tecnologia fotovoltaica, a marcação biológica ou a remoção de agentes poluentes . E, claro, na eletrônica.
Os nanocristais modificam o comprimento de onda da luz que interage com eles. Além disso, são imunes à umidade e à oxidação.
Sua capacidade de modificar o comprimento de onda da luz é precisamente a propriedade que lhes permite reproduzir uma porção muito respeitável do espectro visível. No entanto, esta não é sua única característica incrível. Eles também são impermeáveis à umidade e à oxidação e, como bônus, podem ser depositados em um substrato flexível sem problemas, tornando-os ideais para expositores de enrolar. Além disso, é mais barato produzir uma matriz de nanocristais do que um painel OLED, embora, como vimos, as matrizes QD-OLED combinem ambas as tecnologias.
Os nanocristais usados nas televisões são fabricados com cádmio e selênio, e para utilizá-los é preciso depositá-los entre uma camada de material orgânico e outra camada de transporte de elétrons, como se fosse um sanduíche. De qualquer forma, o que realmente importa é que, ao contrário da iluminação LED branca tradicional, cuja luz deve primeiro ser filtrada para corrigir o desvio do branco puro e depois “matizada” para obter as cores vermelha, verde e azul, a tecnologia da pontos quânticos usa diodos azuis, que produzem luz azul pura.
Precisamente o que os cientistas japoneses mencionados alguns parágrafos acima conseguiram é desenvolver um novo procedimento para fabricar nanocristais azuis que seja mais eficiente e barato. No entanto, essas não são suas únicas qualidades atraentes. Segundo Eiichi Nakamura, professor da Universidade de Tóquio que liderou este projeto, quando expostos à luz ultravioleta, seus pontos quânticos geram uma luz azul de extraordinária pureza, que, segundo suas medições, se encaixa como uma luva no exigente Padrão BT.2020 usado para avaliar a reprodução de cores de televisores.
Nesta declaração, Nakamura descreve claramente como os nanocristais são diferentes que há sete anos desenvolve sua equipe de colaboradores nas televisões que muitos de nós temos em casa:
Até agora, para fabricar pontos quânticos azuis é necessário recorrer a substâncias químicas relativamente grandes que têm de ser submetidas a um conjunto de processos de refinação para que adquiram as propriedades adequadas. Nossa estratégia é muito diferente. Nossa equipe utiliza elementos químicos que possuem a capacidade de se auto-organizar para controlar com precisão as moléculas até que adquiram a estrutura que procuramos.
De alguma forma, o que estamos fazendo é construir uma casa tijolo por tijolo, em vez de escavá-la diretamente na rocha. Usando nossa estratégia é muito mais fácil ser preciso e projetar exatamente as estruturas que procuramos. Além disso, esse procedimento é mais eficiente e econômico.
Soa muito bem. Ao contrário dos pontos quânticos convencionais, que, como vimos, costumam ser compostos de cádmio e selênio, os nanocristais com os quais a equipe de Nakamura trabalha são formados por uma mistura de ingredientes orgánicos e inorgánicos. Uma delas são as perovskitas, que são uma família de materiais com estrutura cristalina semelhante ao titanato de cálcio de grande interesse em tecnologias fotovoltaicas.
Além disso, segundo esses pesquisadores, a estrutura de seus pontos quânticos azuis permite que eles cumpram sua missão com mais eficiência. Esta é precisamente a sua qualidade mais relevante numa altura em que é crucial reduzir o consumo energético dos televisores. Essa propriedade está ligada a uma façanha real de Nakamura e sua equipe: eles conseguiram produzir nanocristais de até 2,4 nanômetros. E isso significa que são 190 vezes menores que o comprimento de onda da luz com a qual interagem. É assombroso.
Mais informação: Universidade de Tóquio
Os nanocristais entraram no mercado de televisão em 2015. Eles fizeram isso em grande estilo e com uma promessa: expandir drasticamente cobertura de cor que os televisores de painel LCD nos entregavam naquela época. E eles mantiveram sua palavra. Na verdade, hoje eles não estão presentes apenas nessas televisões; eles também são um componente fundamental das matrizes QD-OLED feitas pela Samsung.
No final de setembro passado, a União Europeia aprovou uma nova diretiva que busca reduzir o consumo dos televisores, medida que possivelmente fará com que os fabricantes limitem sua capacidade máxima de entrega de brilho. Caso contrário, eles não poderão cumpri-lo; portanto, a priori, é provável que os modos de imagem projetados para reproduzir conteúdo HDR sejam as principais vítimas.
Você pode estar se perguntando o que isso tem a ver com os nanocristais de que falamos no primeiro parágrafo deste artigo. É uma pergunta razoável, e a boa notícia é que tem muito a ver com o fato de um grupo de pesquisa da Universidade de Tóquio ter desenvolvido um novo tipo de nanocristais que permite a fabricação televisores e monitores mais eficientes do ponto de vista energético. É exatamente o que precisamos agora.
Os nanocristais não condicionam apenas a cor; também envolvido no consumo
Antes de prosseguir, vale a pena parar um momento para rever brevemente o que são os nanocristais, também conhecidos como pontos quânticos (em inglês, pontos quânticos) e por que são tão importantes. São minúsculos cristais de material semicondutor que possuem uma propriedade surpreendente: modificam o comprimento de onda da luz que interage com eles.
Curiosamente, esses cristais são tão pequenos que seu comportamento é descrito por as leis da mecânica quântica, de modo que não poderia ser explicado usando a mecânica clássica. As suas características eletrónicas são definidas, por um lado, pelo seu tamanho e, por outro, pela sua forma, o que explica porque os nanocristais são atualmente utilizados para aplicações muito diversas, como a tecnologia fotovoltaica, a marcação biológica ou a remoção de agentes poluentes . E, claro, na eletrônica.
Os nanocristais modificam o comprimento de onda da luz que interage com eles. Além disso, são imunes à umidade e à oxidação.
Sua capacidade de modificar o comprimento de onda da luz é precisamente a propriedade que lhes permite reproduzir uma porção muito respeitável do espectro visível. No entanto, esta não é sua única característica incrível. Eles também são impermeáveis à umidade e à oxidação e, como bônus, podem ser depositados em um substrato flexível sem problemas, tornando-os ideais para expositores de enrolar. Além disso, é mais barato produzir uma matriz de nanocristais do que um painel OLED, embora, como vimos, as matrizes QD-OLED combinem ambas as tecnologias.
Os nanocristais usados nas televisões são fabricados com cádmio e selênio, e para utilizá-los é preciso depositá-los entre uma camada de material orgânico e outra camada de transporte de elétrons, como se fosse um sanduíche. De qualquer forma, o que realmente importa é que, ao contrário da iluminação LED branca tradicional, cuja luz deve primeiro ser filtrada para corrigir o desvio do branco puro e depois “matizada” para obter as cores vermelha, verde e azul, a tecnologia da pontos quânticos usa diodos azuis, que produzem luz azul pura.
Precisamente o que os cientistas japoneses mencionados alguns parágrafos acima conseguiram é desenvolver um novo procedimento para fabricar nanocristais azuis que seja mais eficiente e barato. No entanto, essas não são suas únicas qualidades atraentes. Segundo Eiichi Nakamura, professor da Universidade de Tóquio que liderou este projeto, quando expostos à luz ultravioleta, seus pontos quânticos geram uma luz azul de extraordinária pureza, que, segundo suas medições, se encaixa como uma luva no exigente Padrão BT.2020 usado para avaliar a reprodução de cores de televisores.
Nesta declaração, Nakamura descreve claramente como os nanocristais são diferentes que há sete anos desenvolve sua equipe de colaboradores nas televisões que muitos de nós temos em casa:
Até agora, para fabricar pontos quânticos azuis é necessário recorrer a substâncias químicas relativamente grandes que têm de ser submetidas a um conjunto de processos de refinação para que adquiram as propriedades adequadas. Nossa estratégia é muito diferente. Nossa equipe utiliza elementos químicos que possuem a capacidade de se auto-organizar para controlar com precisão as moléculas até que adquiram a estrutura que procuramos.
De alguma forma, o que estamos fazendo é construir uma casa tijolo por tijolo, em vez de escavá-la diretamente na rocha. Usando nossa estratégia é muito mais fácil ser preciso e projetar exatamente as estruturas que procuramos. Além disso, esse procedimento é mais eficiente e econômico.
Soa muito bem. Ao contrário dos pontos quânticos convencionais, que, como vimos, costumam ser compostos de cádmio e selênio, os nanocristais com os quais a equipe de Nakamura trabalha são formados por uma mistura de ingredientes orgánicos e inorgánicos. Uma delas são as perovskitas, que são uma família de materiais com estrutura cristalina semelhante ao titanato de cálcio de grande interesse em tecnologias fotovoltaicas.
Além disso, segundo esses pesquisadores, a estrutura de seus pontos quânticos azuis permite que eles cumpram sua missão com mais eficiência. Esta é precisamente a sua qualidade mais relevante numa altura em que é crucial reduzir o consumo energético dos televisores. Essa propriedade está ligada a uma façanha real de Nakamura e sua equipe: eles conseguiram produzir nanocristais de até 2,4 nanômetros. E isso significa que são 190 vezes menores que o comprimento de onda da luz com a qual interagem. É assombroso.
Mais informação: Universidade de Tóquio
Discussão sobre isso post