(Phys.org) —Ljusemitterande dioder, eller lysdioder, är de mest effektiva och miljövänliga glödlamporna på marknaden. Men de kommer till ett högre förhandspris än andra glödlampor, speciellt de med varmare och mer tilltalande nyanser.

Forskare vid University of Washington har skapat ett material som de säger skulle göra LED-lampor billigare och grönare att tillverka, driver ner priset. Deras kiselbaserade nanopartiklar mjukar upp det blå ljuset från lysdioder, skapa vitt ljus som mer liknar solljus.

Företaget, LumiSands, började som ett doktorandprojekt för VD Chang-Ching Tu, som tog sin doktorsexamen i elektroteknik vid UW och precis avslutat en stint som postdoktor i materialvetenskap och teknik. I vår, nystartade företaget sprang ut från UW Center for Commercialization, en process som dess två grundare hoppas ska leda till undertecknande av en kommersialiseringslicens för tekniken.

Lysdioder avger ljus när elektroner rör sig genom ett halvledarmaterial. De är mer effektiva än vanliga glödlampor eller lysrör, men de är också dyrare. Det beror delvis på att inom varje LED-lampa, dyra ämnen som kallas fosforer av sällsynta jordartsmetaller hjälper till att mjuka upp det hårda blåa ljuset som lysdioder naturligt avger.

Men dessa sällsynta jordartsmetaller är farliga att utvinna och bearbeta. Kina kontrollerar nästan hela marknaden för dessa material, vilket har fyrdubblat genomsnittspriset under de senaste åren.

Det är där LumiSands kommer in. Företaget använder kisel, kommer från sand, istället för sällsynta jordartsmetaller för att omvandla en del av det blå ljuset som sänds ut av lysdioder till grönt, gula och röda. Det resulterande ljuset ser mer ut som solljus.

Besättningen på två planerar att sälja direkt till tillverkare av LED-lampor som vill övergå från allt dyrare material för att tillverka lamporna.

"Förhoppningsvis, tillverkare kan ersätta traditionella sällsynta jordartsmetaller med vårt material med minimala ytterligare steg, sa Ji Hoo, en UW-doktorand i elektroteknik och medgrundare av LumiSands. "Det blir billigare, bättre belysning för användare. "

Glödlampor avger ljus som mest liknar solljus – och är lättast för våra ögon – men glödlamporna är ineffektiva och producerar mycket värme. fluorescerande lampor, ses oftast som långa rör i kontorsbelysningsarmaturer, är effektivare än glödlampor, men de innehåller kvicksilver, orsakar hälso- och miljöproblem.

LumiSands etsar bort partiklar i nanostorlek från wafers av kisel. Elementet, som vanligtvis inte avger ljus, kan börja lysa när dess kristallina partikelstorlek är mindre än 5 nanometer. Ytan är förstärkt genom en våtkemisk process. När de rödavgivande kiselnanopartiklarna läggs till LED-lampor, ljuset blir mjukare och varmare i nyansen.

"Skönheten i vår teknik är att skapa ett mycket effektivt fluorescerande material genom att använda kisel snarare än sällsynta jordartsmetaller eller andra typer av tungmetallföreningar halvledare, "Tu sa. "Tillverkningsprocessen kan utföras i en grundläggande laboratoriemiljö och är lätt att skala upp."

LumiSands planerar att justera den röda tekniken innan de går vidare till andra färger som gul och grön, vilket gör det möjligt för lysdioder att kasta ett vitt ljus utan några sällsynta jordartsmetaller.

Företaget har fått finansiering från National Science Foundation, Washington Research Foundation och W Fund. Det fick ett hedrande omnämnande i 2012 Foster School of Business Environmental Innovation Challenge och ett topppris i Jones Milestones/Foster Accelerator mentorskapsprogram 2012.

Nu, LumiSands färdigställer en prototyp av tekniken och skickar prover till belysningsindustrins partners för utvärdering. Det kommer att ansöka om konkurrenskraftig fas två NSF-finansiering, vilket skulle kunna lansera företaget mot tillverkning av sin teknologi inom ett år.