A LED-ek új módszert kínálnak a vízben lévő baktériumok elpusztítására

A vékony, rugalmas fémlemezeken termesztett apró huzalok most ultraibolya (UV) ragyogást kelthetnek. Egy napon az ilyen huzalok hasznosak lehetnek a víz fertőtlenítésében vagy a baktériumok elpusztításában a műtéten használt műszereken. Ezek a vezetékek akár hajlítható számítógépes kijelzőkhöz is vezethetnek, mondják a tudósok.

A nanoméretű vezetékek fénykibocsátó diódák vagy LED-ek nagyon energiatakarékos eszközök. A LED-ek általában csak néhány hullámhosszon világítanak a legerősebben. Ezek a hullámhosszok attól függenek, hogy a LED-ek miből készültek, jegyzi meg Roberto Myers.

Azok, amelyeket a csoportja készített, UV-fényt bocsátanak ki. Összességében az UV hullámhossz körülbelül 10-380 nanométer. A fényspektrum ezen része elpusztíthatja a baktériumokat. Ez teszi a fényt olyan feladatokhoz, mint a víz fertőtlenítése és a sebészeti szikék sterilizálása. (A gyártók UV-fényt is használnak egyes műanyagok keményítésére, a fogorvosok pedig fogtömések keményítésére.)

Minél nagyobb az UV-fény energiája, annál jobb munkát végez a baktériumok elpusztításában. De nehéz ilyen rövid hullámhosszú fényt előállítani az ultraibolya spektrumban. (Ezek a rövidebb hullámhosszak magasabb frekvenciáknak és ezáltal nagyobb energiáknak felelnek meg.) A nagy energiájú UV-sugárzás előállításának egyetlen módja a higanygőzt tartalmazó izzók használata, mondja Myers. Nagy és nehéz, ezek az izzók is sok energiát igényelnek. Ezenkívül a higany mérgező. Tehát ha egy izzó eltörik, az mérgezheti a környezetet. “De ha biztonságos, hordozható és olcsó UV-LED-eket készíthetnénk, akkor biztonságos ivóvizet készíthetnénk, ahol csak szükségünk van rá” – érvel Myers.

Csapata félvezetőből építette fel a LED-eit. Ahogy a kifejezés neve is sugallja, egy félvezető csak bizonyos feltételek mellett vezet áramot. Myers csapata alumínium-gallium-nitrid nevű félvezetőt használt. A tudósok alumínium-, gallium- és nitrogénatomok forró keverékét szórták egy vékony, rugalmas fémfelületre. Mindent egy alacsony nyomású kamrában végeztek, így az elemek egyenletesen oszlanak el, mint a forró festék.

A film felületén az elemek reagáltak egymással. Kombinációjuk során alumínium-gallium-nitridet készítettek. Az anyag azonban nem hozott egyenletes bevonatot. A nanohuzalok erdejeként alakult ki. Mikroszkóp alatt ez a nanohuzalos erdő úgy nézett ki, mint egy miniatűr bolyhos szőnyeg.

Fontos az a fém, amelyre az erdő nőtt. Vékony, rugalmas film. Hasonlít a konyhában található alumíniumfóliára. Ez azonban körülbelül hatszor vastagabb. Ez is más fémből készült. Az egyik teszt során a csapat titán fóliára nevelte LED-es erdőjét. Egy másikban tantálfólián termesztették ezeket a nanohuzalokat.