用熒光蛋白生產(chǎn)LED工藝簡單成本低

鐘達

發(fā)光二極管（LED）的使用越來越廣泛，但目前生產(chǎn)白色發(fā)光二極管的兩種方法不是成本太高，就是產(chǎn)品使用壽命短，限制了該產(chǎn)業(yè)發(fā)展。德國紐倫堡-埃朗根大學(xué)的研究人員利用熒光蛋白材料，開發(fā)出了一種新的生產(chǎn)工藝，使白色發(fā)光二極管的生產(chǎn)變得既簡單便宜，又安全環(huán)保，同時還使產(chǎn)品使用壽命大幅延長。

與白熾燈、鹵素?zé)舻日彰鞑牧舷啾?，白色發(fā)光二極管具有壽命長、能效高、環(huán)保及易維護的優(yōu)點，但缺點是價格偏高，這主要是其生產(chǎn)工藝相對復(fù)雜所致。白色發(fā)光二極管的生產(chǎn)通常有兩種方法：一是在藍色發(fā)光二極管的表面涂上磷或稀土無機材料，此法生產(chǎn)的白色發(fā)光二極管使用壽命長、亮度好，但工藝比較復(fù)雜，而且成本較高；另一種是利用有機發(fā)光二極管，在兩個電極之間嵌入像三明治狀的多個有機半導(dǎo)體層，這種工藝相對簡單，但產(chǎn)品亮度和壽命要差。一個理想的方法是將這兩種工藝結(jié)合起來，紐倫堡-埃朗根大學(xué)的研究人員就是基于這種想法來開展研究的。該大學(xué)先進材料工程系的柯斯塔博士與合成生物學(xué)教授紹內(nèi)瓦爾德教授合作，發(fā)明了一種既簡單又廉價的生產(chǎn)工藝。他們將熒光蛋白涂在一種橡膠材料上，然后嵌入到發(fā)光二極管中。熒光蛋白既環(huán)保又便宜，還容易調(diào)色，彩色或白色都可以控制。唯一的缺陷是熒光蛋白只有在緩沖水溶液中才穩(wěn)定，所以無法在常規(guī)涂層工藝中應(yīng)用。此外，研究人員還必須解決熒光蛋白在高溫、潮濕等不同環(huán)境下的穩(wěn)定性問題。

為此，研究人員開發(fā)了一種新的涂層技術(shù)。他們將熒光蛋白涂在一種凝膠狀材料上，這種凝膠由蛋白水溶液及一種聚合物的共混物組成，聚合物的作用是使蛋白質(zhì)水溶液連接到網(wǎng)狀凝膠上，并維持必要的濕度。他們通過真空干燥使凝膠轉(zhuǎn)換成一種橡膠材料，然后將其用于白色發(fā)光二極管的多層涂層。柯斯塔稱，他們采用這種方法成功制成了壽命長、能效高、環(huán)保又廉價的白色發(fā)光二極管。他表示，這一生產(chǎn)工藝有望應(yīng)用到下一代發(fā)光二極管的工業(yè)化生產(chǎn)中。