El Nobel de Física fue para los padres del LED azul
Miércoles 08 de
Octubre 2014
Cuando alguien tiene una idea brillante suele decirse que "se le prendió la lamparita". Los historietistas dibujan una bombita similar a las desarrolladas por Edison flotando sobre la cabeza de sus personajes. Pero en pleno siglo XXI sería más apropiado retratarlos con un LED (acrónimo de light-emitting diode o diodo emisor de luz), esa tecnología ya omnipresente en la vida cotidiana y que revolucionó la iluminación al permitir producir lámparas muchísimo más eficientes, más duraderas y, por si esto fuera poco, amigables con el medio ambiente.
El Premio Nobel de Física 2014 fue precisamente para tres investigadores nacidos en Japón que hace veinte años desarrollaron el LED azul, "la figurita difícil" para que estos dispositivos produjeran luz blanca, apta para iluminar hogares y oficinas, pantallas de computadoras y teléfonos celulares.
"Isamu Akasaki, Hiroshi Amano y Shuji Nakamura [este último nacionalizado estadounidense] tuvieron éxito en un ámbito en el que todos habían fracasado", destacó el jurado. Cada uno recibirá un tercio del premio, que este año es de 1,1 millones de dólares.
"Esta vez no se premia el descubrimiento de un principio nuevo, sino el impacto descomunal de una tecnología que cambia los paradigmas -afirma Oscar Martínez, director del laboratorio de Óptica y Optofísica de la Facultad de Ingeniería de la UBA, a través de una comunicación telefónica desde los Estados Unidos-. Lograron lo que los físicos básicos creían imposible."
La decisión de la Real Academia de Ciencias de Suecia causó cierta sorpresa, especialmente si se tiene en cuenta que el año pasado el premio fue para el descubrimiento teórico del bosón de Higgs. Esta vez no sólo se distingue una invención, sino que además fue realizada tanto en el ámbito académico como en el privado.
Las aplicaciones comerciales de los LED surgieron a principios de los años 60, pero durante treinta años sólo se producían en verde y rojo y se utilizaban mayormente como luces indicadoras en dispositivos electrónicos.
La limitación estaba en que no se encontraba el material que permitiera producir luz azul para combinarla con las dos anteriores y así producir luz blanca.
"Un diodo es esencialmente un dispositivo en el que se acoplan dos semiconductores con distintas impurezas y que conduce electricidad en una sola dirección", explica Martínez. La longitud de onda, y por lo tanto el color de la luz que emite, depende de las propiedades y de las impurezas del material semiconductor.
Durante décadas, científicos y corporaciones intentaron distintas combinaciones para producir luz azul, pero sin éxito.
"Hacía ya tiempo que existían los LED rojos y verdes, pero tenían muy baja eficiencia de conversión de electricidad -explica vía mail Pablo Vaccaro, graduado y doctorado en el Instituto Balseiro, de Bariloche, y posgraduado en la Universidad de Kyoto-. Se usaban para carteles y señalización, pero no para iluminación. Esos LED están hechos con fosfuro de galio o arseniuro de aluminio y galio. Para emitir luz azul, los principales candidatos eran los seleniuros y sulfuros de cadmio y zinc, y los nitruros de indio, galio y aluminio. Se investigaron mucho, pero no se logró hacer LED eficientes y de larga vida útil. Los nitruros tenían varios problemas; entre ellos, que era muy difícil fabricar capas delgadas monocristalinas. Pero los tres premiados los resolvieron: para sorpresa de todos, resultaron ser excelentes emisores de luz, aun cuando tienen muchos defectos cristalinos."
Dennis Normile cuenta en Scientific American que en 1986 Akasaki y Amano, que trabajaban juntos en la Universidad de Nagoya, dieron el primer paso. Cuatro años más tarde, Nakamura, que por entonces sólo tenía una maestría e investigaba en las Industrias Químicas Nichia, obtuvo un dispositivo que emitía luz muy azul y muy brillante.
"Entre los investigadores en luz y láser el impacto fue impresionante", comenta Martínez. El avance tecnológico no sólo permitió mejorar notablemente la eficiencia energética, sino también la duración de las bombitas, al tiempo que disminuía la contaminación, porque no utilizaban mercurio.
"En las lamparitas comunes, la mayor parte de la energía se disipa en la banda del infrarrojo, un tipo de radiación que el ojo no ve y que produce calor -explica el doctor Jorge Aliaga, físico y ex decano de la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales de la UBA-. El LED emite donde el ojo ve y permanece frío, no pierde energía en forma de calor."
Según explica Vaccaro, que actualmente es profesor de investigación en el Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona, "las lámparas LED tienen una eficiencia superior a los tubos fluorescentes, se pueden hacer mucho más pequeñas y es muy difícil que se rompan. Tienen una vida media de 50.000 horas, comparadas con las 3000 a 6000 de las fluorescentes y las alrededor de 1000 para las bombitas incandescentes.
"Antes, para obtener 1200 lúmenes, una iluminación adecuada para una sala de estar, se necesitaban 75 vatios con las lamparitas clásicas; la tecnología LED reduce el consumo hasta los 6 vatios", destaca el jurado del Nobel. Y agrega: "Los LED pueden mejorar la calidad de vida de más de 1500 millones de personas que carecen de acceso a las redes de electricidad, ya que pueden ser alimentadas por energía solar."
Los tres científicos también crearon el láser azul que dio lugar a la tecnología Blue Ray, que multiplica muchísimas veces la capacidad de almacenamiento de los DVD convencionales..
"Isamu Akasaki, Hiroshi Amano y Shuji Nakamura [este último nacionalizado estadounidense] tuvieron éxito en un ámbito en el que todos habían fracasado", destacó el jurado. Cada uno recibirá un tercio del premio, que este año es de 1,1 millones de dólares.
"Esta vez no se premia el descubrimiento de un principio nuevo, sino el impacto descomunal de una tecnología que cambia los paradigmas -afirma Oscar Martínez, director del laboratorio de Óptica y Optofísica de la Facultad de Ingeniería de la UBA, a través de una comunicación telefónica desde los Estados Unidos-. Lograron lo que los físicos básicos creían imposible."
La decisión de la Real Academia de Ciencias de Suecia causó cierta sorpresa, especialmente si se tiene en cuenta que el año pasado el premio fue para el descubrimiento teórico del bosón de Higgs. Esta vez no sólo se distingue una invención, sino que además fue realizada tanto en el ámbito académico como en el privado.
Las aplicaciones comerciales de los LED surgieron a principios de los años 60, pero durante treinta años sólo se producían en verde y rojo y se utilizaban mayormente como luces indicadoras en dispositivos electrónicos.
La limitación estaba en que no se encontraba el material que permitiera producir luz azul para combinarla con las dos anteriores y así producir luz blanca.
"Un diodo es esencialmente un dispositivo en el que se acoplan dos semiconductores con distintas impurezas y que conduce electricidad en una sola dirección", explica Martínez. La longitud de onda, y por lo tanto el color de la luz que emite, depende de las propiedades y de las impurezas del material semiconductor.
Durante décadas, científicos y corporaciones intentaron distintas combinaciones para producir luz azul, pero sin éxito.
"Hacía ya tiempo que existían los LED rojos y verdes, pero tenían muy baja eficiencia de conversión de electricidad -explica vía mail Pablo Vaccaro, graduado y doctorado en el Instituto Balseiro, de Bariloche, y posgraduado en la Universidad de Kyoto-. Se usaban para carteles y señalización, pero no para iluminación. Esos LED están hechos con fosfuro de galio o arseniuro de aluminio y galio. Para emitir luz azul, los principales candidatos eran los seleniuros y sulfuros de cadmio y zinc, y los nitruros de indio, galio y aluminio. Se investigaron mucho, pero no se logró hacer LED eficientes y de larga vida útil. Los nitruros tenían varios problemas; entre ellos, que era muy difícil fabricar capas delgadas monocristalinas. Pero los tres premiados los resolvieron: para sorpresa de todos, resultaron ser excelentes emisores de luz, aun cuando tienen muchos defectos cristalinos."
Dennis Normile cuenta en Scientific American que en 1986 Akasaki y Amano, que trabajaban juntos en la Universidad de Nagoya, dieron el primer paso. Cuatro años más tarde, Nakamura, que por entonces sólo tenía una maestría e investigaba en las Industrias Químicas Nichia, obtuvo un dispositivo que emitía luz muy azul y muy brillante.
"Entre los investigadores en luz y láser el impacto fue impresionante", comenta Martínez. El avance tecnológico no sólo permitió mejorar notablemente la eficiencia energética, sino también la duración de las bombitas, al tiempo que disminuía la contaminación, porque no utilizaban mercurio.
"En las lamparitas comunes, la mayor parte de la energía se disipa en la banda del infrarrojo, un tipo de radiación que el ojo no ve y que produce calor -explica el doctor Jorge Aliaga, físico y ex decano de la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales de la UBA-. El LED emite donde el ojo ve y permanece frío, no pierde energía en forma de calor."
Según explica Vaccaro, que actualmente es profesor de investigación en el Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona, "las lámparas LED tienen una eficiencia superior a los tubos fluorescentes, se pueden hacer mucho más pequeñas y es muy difícil que se rompan. Tienen una vida media de 50.000 horas, comparadas con las 3000 a 6000 de las fluorescentes y las alrededor de 1000 para las bombitas incandescentes.
"Antes, para obtener 1200 lúmenes, una iluminación adecuada para una sala de estar, se necesitaban 75 vatios con las lamparitas clásicas; la tecnología LED reduce el consumo hasta los 6 vatios", destaca el jurado del Nobel. Y agrega: "Los LED pueden mejorar la calidad de vida de más de 1500 millones de personas que carecen de acceso a las redes de electricidad, ya que pueden ser alimentadas por energía solar."
Los tres científicos también crearon el láser azul que dio lugar a la tecnología Blue Ray, que multiplica muchísimas veces la capacidad de almacenamiento de los DVD convencionales..
Con información de
La Nación
