Teadlased taltsutavad valgust

Ühtaegu nii laine kui ka osakeste voog, ühtaegu nähtav ja inimsilmale nähtamatu – valgusel näib olevat mõistatuslikke, isegi vastandlikke omadusi.

Teadlased loodavad neid kasutada läbimurretes mitmes eripalgelises valdkonnas, nagu ekraanitehnoloogia, energia salvestamine ja vähiravi, kirjutab ajakiri Imeline Teadus.

Selgemad värvid kvanttäppide abil

Kvanttäpid on pooljuhtmaterjali nanoosakesed, mis kiirgavad eri värvusega valgust. Värvus oleneb täpi mõõtmetest. Näiteks kui valgustada kvanttäppi, mille läbimõõt on kaks miljon­dikku millimeetrit ehk nanomeetrit, hakkab see helendama sinisena.

Kvant­täpid võimaldavad toota veelgi paremaid telerite ja nutitelefonide värviekraane. Selle põhjus on asjaolu, et kvanttäppide spektraaljooned (graafiku tipud) on kitsamad. See võimaldab eraldada kolme põhivärvust – punast, rohelist ja sinist – selgemini ning edastada nii paremini värvus­nüansse.

Kvanttäpid aitavad ka energiat säästa. Tavalist LED-ekraani valgustatakse selle taga asuvalt paneelilt, mis saadab sinise valguse läbi kollase fosfoorikihi.

Asendades fosfoori kvanttäppidega, mis kiirgavad saabunud valgusest kuni 99,6 protsenti edasi, väheneb energiakadu tunduvalt ning samas saab ka ekraanipilt selge­maks.

Valge laservalgus asendab elektripirne

Seni on laservalgus olnud värviline, kuid teadlased on esimest korda loonud valge laservalguse, mida saab kasutada valgustuseks.

Laser on täpsem ja energiasäästlikum kui LED-valgusdiood, mida tänapäeval nii lambipirnides kui ka teleriekraanides kasutatakse.

Seni on kasutusel olnud ainult värviline laservalgus, kuid nüüd on Arizona osarii­giülikooli teadlastel õnnestunud valmistada kristall, mis tekitab valget laservalgust. See kiirgab kolme värvust – punast, rohelist ja sinist –, kuid peeglite abil saab need kokku liita valgeks valguseks.

Uue laserkristalli läbimõõt on ainult viiendik juuksekarva omast ja see kasvatatakse tsinksulfiidi, kaadmiumsulfiidi ja kaadmiumseleniidi sulamist koosnevast nanolehekesest.

MSHN-nanotehnoloogia (lühend tähistab terminit multi-segment heterostructure nanosheets) võimaldab saada LED-dioodist kuni 70 protsenti rohkem intensiivset valgust, tehes seda palju väiksema energiatarbimise juures. Nõnda saab see asendada LED-lampe ja sellega saab suurendada arvuti- ja nutitelefoniekraanide kontrastsust ja värviküllust.

Valge laser muudab palju kiiremaks ka tuleviku traadita internetiühenduse Li-Fi. Lahendus ei põhine mitte raadiolainetel, vaid valgusimpulssidel. Koos LEDiga võib Li-Fi olla 10 korda kiirem kui wifi ning LEDidelt valgele laserile üleminek suurendaks kiirust veel 10–100 korda.

Loe teiste uute valguse kasutusviiside ja lahenduste kohta märtsi Imelisest Teadusest!