Elektroniske skilt – på alt

Vi kan komme til å oppleve en stor endring i hvordan vi designer klær og belyser våre hjem takket være en tynn plastfilm som leder strøm og produserer solkraft.

Et internasjonalt forskningsprosjekt kan bidra til at organiske lysdioder (OLED-er) kommer på massemarkedet. 

Lysdiodene kan få et stort teknologisk anvendelsesområde og redusere strømutgiftene med milliarder av dollar hvert år.
  
Innretningene er tynne og fleksible slik at det blir mulig for første gang å skape belysning og elektroniske bildeskjermer på nesten alle typer materialer.  Dette betyr at elektronisk informasjon kan vises på klær og til og med på emballasje. 

Sjekker maten i kjøleskapet
Slike super-OLED-er kan varsle om maten i kjøleskapet fortsatt er fersk. I en nødssituasjon kan jakken til en politibetjent og ambulanse- eller brannmannskap blinke for å varsle eller gi opplysninger til folk i nærheten.
  
Anvendelsen av slike innretninger kan variere fra belysning som er mange ganger mer effektiv enn dagens lyspærer, til klær der fargen kan endres etter behov, samt på drikkebokser som kan vise de siste sportsresultatene.

Storsatsing
I dag brukes disse innretningene i skjermene på noen mobiltelefoner og MP3-spillere, men de er ikke pålitelige nok til å bli brukt i større skjermer, bl.a. på TV- eller datamaskinskjermer, fordi de slutter å virke etter noen få måneder.
  
Nå har et internasjonalt konsortium med forskere i regi av Universitetet i Bath i Storbritannia begynt på et treårsprosjekt som koster £ 850 000, og som skal utvikle et fastere vitenskapelig grunnlag for innretningene, slik at de kan bli effektive nok for produksjon for massemarkedet.
  
Konsortiumet heter Modecom og består av 13 grupper fra ni universiteter og to selskaper.

Tre av gruppene er fra Storbritannia, seks fra USA og de fire andre kommer fra Kina, Belgia, Italia og Denmark.  EU har gitt støtte til samarbeidspartnerne fra Europa og Kina. 

15 år gammel oppdagelse
“Innretningene utnytter en oppdagelse som ble gjort for ca. 15 år siden da det ble avdekket at noen polymere har en uvanlig egenskap som går ut på å omdanne strøm til lys eller omvendt, avhengig av hvordan innretningene er laget,” sier en talsmann.
  
Fordi polymerene er tynne og fleksible, kan de brukes på mange forskjellige måter, f.eks. som et gjennomsiktig vindu. 

På dagen vil det se ut som et vanlig vindu, men når det blir mørkt, er det en bryter som slås på, og hele vindusområdet stråler ut lys på en mer effektiv måte enn med konvensjonelle eller energibesparende lyspærer. Det kan gi store kostnadsbesparelser.
  
Dessuten kan klær designes med polymerbånd som drives av solkraft slik at det blir mulig å vise frem og oppdatere elektroniske meldinger.  Dette kan være nyttig for redningstjenestene.
  
OLED-ene kan også brukes til følgende:
• emballasje for vanlige varer som kan vise elektroniske meldinger, bl.a. helseadvarsler og oppskrifter 
• som en solkraftkilde for å lade opp mobiltelefonbatterier
• som lettvekts solkraftkilder som kan rulles opp og lagres.  Disse vil også være ypperlige for folk som trenger strøm på fjerntliggende områder.

Reduserer energikostnader
Konsortiumet koordineres av dr. Alison Walker fra Institutt for fysikk på Universitetet i Bath.

Han sier: “Dette er et langtidsprosjekt, og vi trenger bidrag fra mange forskere for at det skal bli vellykket.  Forskerne tar målinger for å teste effektiviteten av innretningene, men det er vanskelig å få et klart bilde av det som skjer for tiden.
  
Dette prosjektet dreier seg om å få et klarere bilde ved å bruke datamodeller for å utvikle teorien. 

Det er viktig at vi klarer å oppnå målet om billige og effektive innretninger med en lang levetid fordi vi må gjøre alt vi kan for å redusere våre energikostnader,”avslutter dr. Walker.

Monte Carlo-analyse
Polymeren er laget av molykylkjeder og blir kalt for biodynamisk fordi kjedene inneholder karbon. 

Elektroner og hull som sprøytes inn i polymerfilmen, danner noe som heter eksitroner, og som brytes ned av strømmen og samtidig stråler ut lys.
  
Arbeidet til dr. Walker i konsortiumet innebærer bruk av en matematisk teknikk som heter Monte Carlo-analyse, der tilfeldige tall produseres av en datamaskin og brukes for å fremstille banene til elektronene og eksitronene ettersom de beveger seg på tvers av filmen.
  
Resultatene av dette kan brukes for å beregne hvordan den kjemiske strukturen og urenheter påvirker innretningens prestasjon.  Kjemikere kan bruke denne informasjonen for å konstruere mer effektive materialer. 
  
Modecom skal arbeide på molykylnivå og samtidig undersøke funksjonen av innretningen som helhet. 

Forskningen vil også bidra til å øke kunnskap om polymermaterialene som brukes innenfor plastelektronikk, i bl.a. elektronisk papir og intelligente etiketter på matvarer.