Ljus absorberas annorlunda, beroende på vilket material det lyser på. Ett internationellt forskargrupp med materialforskare från Kiel University har skapat ett komplext hybridmaterial med förmågan att absorbera ljus med ett unikt brett spektrum av våglängder. Utöver det sprider det ljus vilket gör det riktigt intressant för industriella applikationer. Det kan innebära ett viktigt steg i optoelektronisk teknik mot laserljus som efterföljare till lysdioder. Resultaten publicerade i Naturvetenskapliga rapporter representerar resultatet av ett brett internationellt samarbete, inklusive forskare från Tyskland, Moldavien, Danmark och Australien.

"Som materialvetare är vi alltid efterfrågade att utveckla nanomaterial som kan absorbera ett brett spektrum av ljus, "förklarar Dr Yogendra Mishra. Han leder en oberoende undergrupp av arbetsgruppen Functional Materials för professor Rainer Adelung, Institute for Materials Science vid Kiel University. Denna grupp har expertis inom tillverkning av tetrapoder, fyrarmade zinkoxidstrukturer. "Vi har nu tillverkat tetrapoder på ett nytt sätt och skapat ett hybridmaterial av kol och oorganiskt material. Det visar förmågan att absorbera ett brett spektrum av våglängder från ultraviolett till infrarött - och det sprider också ljus, "Mishra förklarar." Den komplexa 3D-tetrapodarkitekturen i vårt material sprider ljus i alla riktningar. "

Denna spridningseffekt av hybridmaterialet är akut nödvändig för att använda laserbaserad belysning i optoelektroniska tekniker som i bilindustrin. "Produkter av modern ljusteknik ska vara så ljusa som möjligt utan att producera mycket värdelös värme. Det är fallet med en vanlig glödlampa, som nästan blivit museiartiklar. Dagens lysdioder är bättre men kraftfulla laserbaserade lampor skulle vara mest effektiva, "säger materialforskaren Mishra. Anledningen till att laserbaserad belysning ännu inte har realiserats för en bred tillämpning inom industrin är exakt dess kraft, som kan skada ögonen.

Därför, det internationella forskargruppen försökte utveckla hybridmaterialelement som kan försämra laserljusets ljusstyrka och samtidigt behålla dess höga effekt. Det är effekten av den komplexa 3D-tetrapodarkitekturen för det nya hybridmaterialet, utvecklat i ett nära samarbete. Vid Hamburg University of Technology (TUHH) omvandlades zinkoxid -tetrapoder från Kiel till aerografit -tetrapoder av kol. Ett team från Tekniska universitetet i Moldavien använde sin speciella förstoftningsmaskin för att sätta en enorm mängd mindre nanokristaller av zinkoxid - också med tetrapoders form - på ytan. Resultatet är ett hybridmaterial med en fascinerande rumslig arkitektur bestående av Aerographite mikrotetrapoder dekorerade med nanotetrapoder av zinkoxid. Kolleger från Köpenhamns universitet och University of Sydney undersökte olika egenskaper hos det nyutvecklade nanomaterialet.

"Zinkoxid-Aerographite hybridarkitekturerade material är tekniskt mycket viktiga och vårt mål var att utveckla kostnadseffektiva metoder för deras tillverkning samt att uppnå en korrekt förståelse av deras unika egenskaper, "säger professor Ion Tiginyanu, Direktör för National Center for Material Study and Testing vid Tekniska universitetet i Moldavien. Används som ett spridningselement, forskargruppen är övertygad om att materialet är en mycket lovande kandidat för optoelektronisk teknik, särskilt eftersom den tekniska processen bakom den är enkel och ekonomisk.