I chimici della USC Dornsife hanno trovato un modo più economico per illuminare gli schermi di smartphone e TV, che potrebbe far risparmiare denaro a produttori e consumatori senza compromettere la qualità visiva.

Il rame è la risposta, secondo il loro studio, pubblicato l'8 febbraio sulla rivista Scienza .

"La tecnologia attuale che è in ogni telefono Samsung Galaxy, iPhone e TV LG di fascia alta si affidano a composti di iridio per i colori e la luce sugli schermi OLED, " dice Mark E. Thompson, un chimico all'USC Dornsife College of Letters, Arti e Scienze e il Raggio. R. Irani Presidente della Cattedra di Chimica della Occidental Petroleum Corporation.

"Abbiamo utilizzato l'iridio perché si ottiene un'emissione di luce altamente efficiente, ma è l'elemento naturale più raro sulla Terra, " dice Thompson. "Una delle nostre sfide è stata quella di trovare un'alternativa più abbondante".

I precedenti tentativi di generare un OLED a base di rame non sono riusciti. I complessi di rame in quegli studi avevano strutture più deboli. Le molecole erano instabili, con tempi di vita più brevi rispetto ai composti di iridio.

Il legame di Iridium con i dinosauri

Il rame risolve definitivamente il problema della disponibilità poiché è un metallo abbondante in tutto il mondo. Iridio, d'altra parte, si trova solo in pochi posti, principalmente in Sudafrica e in parti dell'Asia.

L'ipotesi più accettata che spiega la scarsità dell'iridio e le sue origini è che abbia viaggiato qui su una meteora, la stessa che spazzò via i dinosauri 65 milioni di anni fa.

A meno che un'altra meteora del genere non colpisca la Terra, l'iridio continuerà a ridursi nell'offerta. La domanda è in aumento solo con gli smartphone, I televisori e altri dispositivi dotati di schermi OLED guadagnano popolarità.

Gli OLED sono venuti a sostituire gli schermi LCD a LED. In uno schermo OLED, ogni pixel genera luce, mentre negli schermi LCD, i pixel sono illuminati da una retroilluminazione a LED.

Chimica blu

Oltre alla sua scarsità, l'iridio ha un altro inconveniente per la tecnologia OLED che ha lasciato perplessi i chimici per più di due decenni:molecole più deboli per la generazione di luce blu.

Quando le molecole dei composti di iridio sono eccitate, generano due dei colori primari dello schermo OLED, rosso e verde, in modo molto efficiente, rapidamente e in dispositivi che garantiscono durate operative molto lunghe, dice Thompson, il cui laboratorio ha progettato le molecole rosse e verdi a base di iridio.

Il terzo colore richiesto, blu, è stata la rovina della tecnologia OLED perché gli OLED a emissione blu hanno una vita breve. Thompson ha spiegato che i legami all'interno delle molecole blu tendono a rompersi. Le molecole blu richiedono anche più elettricità rispetto alle molecole verdi e rosse per energizzarle. Poiché il blu è tra i colori primari per OLED, le sue scarse prestazioni possono influire su una gamma di colori che vedi su uno schermo che contiene blu.

Il team di Thompson potrebbe averlo risolto, pure, con il loro nuovo complesso di rame, un complesso molecolare più rigido del precedente, tipi falliti di composti di rame, che erano più deboli. Il tasso di emissione della luce del nuovo composto corrisponde anche a quello dell'iridio, così l'energia viene convertita in modo efficiente in luce e colore, i chimici trovarono.

"Il nostro documento espone le regole di progettazione di base per ottenere efficienze di emissione simili all'iridio dal rame, con colori che vanno dal blu al verde e al giallo, " ha detto Rasha Hamze, l'autore principale dello studio e un'alunna della USC Dornsife che ha recentemente iniziato a lavorare per la Universal Display Corporation.

"Raggiungere un'emissione blu efficiente dai composti di rame apre possibilità completamente nuove per affrontare il problema della breve durata dei dispositivi blu".

Il team della USC ha presentato una domanda di brevetto per il loro composto di rame.

Thompson dice che dopo, vuole vedere se questi composti di rame potrebbero anche portare alla creazione di un'illuminazione più efficiente dal punto di vista energetico.