Energia

Nanomaterial substitui mercúrio em lâmpadas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 22/05/2019

Novo nanomaterial substitui mercúrio em lâmpadas
A base de grafeno tem potencial para reduzir amplamente o custo das lâmpadas UV. [Imagem: Hoiaas et al. - 10.1021/acs.nanolett.8b04607]

Lâmpadas sem mercúrio

Agora que os LEDs já estão jogando para escanteio as lâmpadas fluorescentes compactas e seu conteúdo pouco amigável ao meio ambiente, as preocupações voltam-se para as lâmpadas ultravioletas, que também contêm o tóxico mercúrio.

Ida Hoiaas, da Universidade Norueguesa de Ciência e Tecnologia, demonstrou agora que é possível emitir luz ultravioleta sem mercúrio usando uma nanoestrutura construída com base no grafeno.

"Nós criamos um novo componente eletrônico que tem o potencial para se tornar um produto comercial. Ele é atóxico e pode se tornar mais barato, mais estável e mais durável do que as lâmpadas fluorescentes atuais. Se conseguirmos tornar esses diodos eficientes e muito mais baratos, é fácil imaginar esse equipamento se tornando comum nas casas das pessoas. Isso aumentaria consideravelmente o potencial de mercado," disse ela.

Embora seja importante proteger-nos de muita exposição à radiação UV do sol, a luz ultravioleta também tem propriedades muito úteis. Isso se aplica especialmente à luz UV com comprimentos de onda curtos, de 100 a 280 nanômetros, chamada luz UVC, que é especialmente útil por sua capacidade de destruir bactérias e vírus.

LED UVC

Para eliminar a necessidade do mercúrio para geração da luz UVC, Hoiaas começou depositando uma camada de grafeno sobre uma placa de vidro. Sobre o grafeno, ela cultivou nanofios de um semicondutor chamado nitreto de gálio-alumínio (AlGaN) em um ambiente de plasma de nitrogênio.

Esse processo é chamado feixe molecular epitaxial, que permite que elementos vaporizados assentem sobre uma superfície e se auto-organizem em camadas. Dois eletrodos metálicos completaram o componente, permitindo levar-lhe a alimentação elétrica - tecnicamente, é um LED, um diodo emissor de luz ultravioleta.

Quando o diodo é energizado, os nanofios emitem luz UV, que brilha através do grafeno e do vidro.

Já existem LEDs ultravioleta no mercado, mas a substituição da base de semicondutor usada hoje pelo grafeno tem potencial para reduzir amplamente o custo dessas lâmpadas UV.

A equipe já fundou uma empresa, chamada CrayoNano, que vislumbra colocar a tecnologia no mercado até 2022.

Bibliografia:

GaN/AlGaN Nanocolumn Ultraviolet Light-Emitting Diode Using Double-Layer Graphene as Substrate and Transparent Electrode
Ida Marie Hoiaas, Andreas Liudi Mulyo, Per Erik Vullum, Dong-Chul Kim, Lyubomir Ahtapodov, Bjorn-Ove Fimland, Katsumi Kishino, Helge Weman
Nano Letters
Vol.: 19 (3), pp 1649-1658
DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b04607




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