在当下时节,LED的使用已经越来越广泛,但目前两种生产白色LED的方法不是成本太高,就是产品使用寿命短,从而限制了该产业发展。最近,德国纽伦堡埃朗根大学的研究人员利用荧光蛋白材料开发出了一种新的生产工艺,使白色LED的生产变得既简单便宜,又安全环保,同时还使产品使用寿命大幅延长。

  与白炽灯、卤素灯等照明材料相比,白色LED具有寿命长、能效高、环保及易维护的优点,但缺点是价格偏高,这主要是其生产工艺相对复杂所致。白色LED的生产通常有两种方法:一是在蓝色LED的表面涂上磷或稀土无机材料,此法生产的白色LED使用寿命长、亮度好,但工艺比较复杂,而且成本较高;另一种是利用有机LED,在两个电极之间嵌入像三明治状的多个有机半导体层,这种工艺相对简单,但产品亮度和寿命要差。

  一个理想的方法是将这两种工艺结合起来,纽伦堡埃朗根大学的研究人员就是基于这种想法来开展研究的。该大学先进材料工程系的柯斯塔博士与合成生物学教授绍内瓦尔德教授合作,发明了一种既简单又廉价的生产工艺。他们将荧光蛋白涂在一种橡胶材料上,然后嵌入到LED中。柯斯塔介绍说,荧光蛋白既环保又便宜,还容易调色,彩色或白色都可以控制。唯一的缺陷是荧光蛋白只有在缓冲水溶液中才稳定,所以无法在常规涂层工艺中应用。此外,研究人员还必须解决荧光蛋白在高温、潮湿等不同环境下的稳定性问题。

  为此,研究人员开发了一种新的涂层技术。他们将荧光蛋白涂在一种凝胶状材料上,这种凝胶由蛋白水溶液及一种聚合物的共混物组成,聚合物的作用是使蛋白质水溶液连接到网状凝胶上,并维持必要的湿度。他们通过真空干燥使凝胶转换成一种橡胶材料,然后将其用于白色LED的多层涂层。柯斯塔称,他们采用这种方法成功制成了寿命长、能效高、环保又廉价的白色LED。他表示,这一生产工艺有望应用到下一代LED的工业化生产中。