นักวิทย์ออกแบบชั้นเคลือบ "วัสดุแร่แรร์เอิร์ธ" เปล่งแสงได้เมื่อรับพลังงานไฟฟ้า

ปักกิ่ง, 20 พ.ย. (ซินหัว) — ทีมวิจัยค้นพบวิธีที่จะทำให้วัสดุแร่ธาตุหายากหรือแร่แรร์เอิร์ธ (rare-earth) บางประเภทที่ขึ้นชื่อในเรื่องความสว่างและความเสถียรของแสง สามารถเปล่งแสงได้เมื่อได้รับพลังงานไฟฟ้าโดยตรง

ผลึกนาโนแร่แรร์เอิร์ธถูกนำมาใช้ในอุปกรณ์ให้แสงสว่างบางประเภทแล้ว เนื่องจากให้สีบริสุทธิ์และมีประสิทธิภาพสูง ทว่าผลึกนาโนเหล่านี้มีคุณสมบัติเป็นฉนวนตามธรรมชาติ ซึ่งหมายความว่ากระแสไฟฟ้าไม่สามารถไหลผ่านได้ง่าย ทำให้ไม่เป็นที่นิยมใช้ในอุปกรณ์ที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าสมัยใหม่ เช่น แอลอีดี (LED) และโอแอลอีดี (OLED)

หานซานหยาง รองศาสตราจารย์จากมหาวิทยาลัยชิงหัว กล่าวว่ามันเหมือนกับการพยายามวิ่งขณะสวมเสื้อโค้ทหนาๆ ในช่วงฤดูหนาว ลักษณะที่เป็นฉนวนของวัสดุเหล่านี้ทำให้ไฟฟ้าเข้าถึงยากและเปล่งแสงได้ยากมาก เพื่อแก้ปัญหานี้ ทีมวิจัยได้ออกแบบชั้นเคลือบโมเลกุลชนิดพิเศษที่ทำหน้าที่เหมือน “ชั้นแปลงสภาพพลังงาน” โดยชั้นนี้จะหุ้มรอบผลึกนาโนแต่ละอัน ทำหน้าที่จับพลังงานไฟฟ้าและถ่ายโอนพลังงานไฟฟ้าไปยังภายในแร่แรร์เอิร์ธอย่างมีประสิทธิภาพ จากนั้นจะสามารถเปล่งแสงออกมา

หานกล่าวว่าแนวทางใหม่นี้ช่วยให้ผลึกนาโนสามารถผลิตแสงสีที่มีความบริสุทธิ์สูงและปรับได้โดยใช้ไฟฟ้า งานวิจัยดังกล่าวเปิดโอกาสให้นำวัสดุเหล่านี้ไปใช้ในสถานการณ์ต่างๆ เช่น การเฝ้าติดตามสุขภาพของมนุษย์ การทดสอบแบบไม่รุกราน ไปจนถึงเทคโนโลยีแสงเสริมสำหรับพืชผลทางการเกษตร โดยขณะนี้ทีมวิจัยกำลังปรับปรุงเทคโนโลยีให้ดียิ่งขึ้น โดยเฉพาะในด้านการดูแลสุขภาพและการประยุกต์ใช้อินฟราเรด

อนึ่ง การศึกษาดังกล่าวร่วมจัดทำโดยทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยเฮยหลงเจียง มหาวิทยาลัยชิงหัว และมหาวิทยาลัยแห่งชาติสิงคโปร์ และได้รับการเผยแพร่ในวารสารเนเจอร์ (Nature) ฉบับล่าสุด