Investigadors internacionals resolen com les molècules poden emetre colors més purs en pantalles de dispositius mòbils
Un equip d’investigadors internacionals acaba de resoldre com les molècules poden emetre colors més purs (el blau) per píxels de pantalles usant càlculs mecànic-quàntics. Aconseguir la màxima eficiència, resolució i menor consum energètic en dispositius com telèfons mòbils, rellotges intel·ligents o tauletes és un dels reptes científics i tecnològics del moment.
Aquest treball, publicat a la revista científica Nature Communications, compta amb l’investigador del Departament de Química Física i membre del Grup de Química Quàntica de la Universitat d’Alacant, Juan Carlos Sancho, al costat de col·legues de les universitats de Mons (Bèlgica), Bolonya (Itàlia) i la Saint Andrews (Regne Unit).
Fins ara no semblava possible tenir un color blau pur explica l’investigador de la UA. “O la molècula emetia molts fotons de color blau però tan poc intensos que amb prou feines es veien, o la molècula oferia pocs fotons però molt brillants”. En aquest sentit, afegeix, “ni una ni l’altra opció convenien finalment per l’eficiència del dispositiu mòbil, la resolució de la pantalla o el seu consum energètic”.
Experimentalment, el 2016, el científic japonès Takuji Hatekayama va comprovar que hi havia un tipus de molècules que contradeien aquest comportament, encara que sense conèixer-se les raons d’aquest fenomen. Ha estat aquest treball internacional el que aconsegueix demostrar que aquests efectes antagonistes (molts fotons però poc convenients vs. pocs però molt eficaços fotons) poden reconduir i explicar-se des del punt de vista molecular el que aplana el camí per seguir avançant en aquesta direcció. “Hem trobat les raons físiques per a aquest comportament aplicant mètodes químic-quàntics més sofisticats del que és habitual”, assegura Joan Carles Sancho.
Actualment, per aconseguir la suficient resolució de pantalla es necessiten subpíxels de color blau que aproximadament són el 50% de la mida total de cada píxel, amb els colors vermell i verd completant la gamma de colors primaris o RGB. “Això produeix que al mateix temps es perdi una part important de l’energia provinent de la bateria, ja que només una part dels electrons que van a aquest subpixel blau acaben convertits a fotons”, apunta Sancho.
En canvi, assenyala l’investigador de la UA, “si s’aconsegueix augmentar l’eficàcia del procés, millorant la capacitat de les molècules actives que formen part d’aquest subpixel, tindríem un doble avantatge: es podria, d’una banda, reduir la mida del subpixel blau millorant fins i tot la qualitat de la imatge al poder augmentar la densitat de píxels per polzada; i, d’altra banda, disminuiria considerablement el consum energètic ja que una major proporció d’electrons es convertirien així en fotons “.
referència
“Highly emissive excitons with reduced exchange energy in thermally activated delayed fluorescent molecules”. Anton Pershin, David Hall, Vincent Lemaur, Juan-Carlos Sancho-Garcia, Luca Muccioli, Eli Zysman-Colman, David Beljonne & Yoann Olivier. Nature Communications volume 10, Article number: 597 (2019)