Las partículas luminosas diminutas se utilizan hoy en día en cada vez más productos: desde teléfonos inteligentes y televisores OLED hasta faros de automóviles. El conocimiento preciso de la luminosidad es crucial para la industria. El Instituto Federal de Investigación y Ensayo de Materiales (BAM) está desarrollando métodos de medición fiables para este fin y cerrando una importante brecha.
Los materiales luminosos, es decir, luminiscentes, se utilizan actualmente en un número cada vez mayor de aplicaciones: Se utilizan en la tecnología médica en procedimientos de diagnóstico, en la energía fotovoltaica, en los códigos de seguridad de los billetes de banco, en las pantallas de televisores LED u OLED, smartphones o lectores de libros electrónicos y en la tecnología de iluminación.
La tendencia es pasar de partículas en el rango de los micrómetros a partículas de tamaño nanométrico, que tienen propiedades de dispersión especialmente ventajosas y consiguen un alto rendimiento lumínico.
El factor decisivo para todas las aplicaciones de estos materiales es la eficacia de su fotoluminiscencia, en pocas palabras: su luminosidad. Una medida directa de ésta es el número de cuantos de luz o fotones que emiten las partículas en comparación con los que absorben. También se denomina rendimiento cuántico.
Este parámetro clave determina la luminosidad de las sustancias. Por lo tanto, es un indicador decisivo para las empresas que fabrican o utilizan los materiales con el fin de evaluar y comparar la calidad, el rendimiento y la idoneidad de las diferentes partículas luminiscentes.
Sin embargo, actualmente sólo existe una norma internacional para determinar el rendimiento cuántico, que depende de muchos factores externos, como la temperatura o el medio circundante. Esto sólo cubre las muestras que son comparativamente fáciles de medir. Las mediciones más complicadas de partículas dispersas no están cubiertas. Sin embargo, precisamente estos materiales son cada vez más relevantes para las aplicaciones industriales.
Esto plantea cada vez más problemas a las empresas que fabrican materiales funcionales luminosos, como los fósforos típicos y los llamados materiales convertidores, o que los utilizan en el campo de la iluminación y la tecnología de visualización. En concreto, necesitan métodos fiables para determinar el rendimiento cuántico con fines de control de calidad y de producto. Desarrollar estos métodos por sí mismos sería demasiado incluso para las grandes empresas.
El Instituto Federal de Investigación y Ensayo de Materiales (BAM), cuyo mandato incluye la promoción de la industria alemana, lleva muchos años investigando los materiales luminiscentes, desarrollando métodos y materiales de referencia en este campo y facilitando datos de referencia. Ahora, el BAM pone en marcha un proyecto conjunto cuyo objetivo es llevar rápidamente los descubrimientos científicos a la normalización y, por tanto, a la aplicación. El proyecto está financiado por el Ministerio Federal de Economía en el marco del programa de financiación "Transferencia de conocimientos y tecnología a través de patentes y normas".
En colaboración con Schott AG, que fabrica materiales ópticos desde hace más de 100 años, BAM desarrollará métodos fiables para determinar el rendimiento cuántico de las partículas luminiscentes. Para ello se seleccionaron inicialmente sustancias de especial interés económico: Novedosos materiales convertidores que, por ejemplo, en combinación con láser azul y luz LED, proporcionan a los faros de los automóviles un rendimiento lumínico muy elevado, así como una agradable percepción óptica. Estos materiales tienen una gran demanda en la industria para muy diversas aplicaciones.
Schott AG suministrará materiales luminiscentes directamente desde la aplicación y, junto con BAM, desarrollará procedimientos de medición adecuados para el control de procesos industriales. Estos procedimientos de medición deberán ser normalizables, de modo que en un futuro próximo puedan ser transferidos a la normalización internacional.
"Con este proyecto conjunto queremos cerrar una importante brecha para reforzar a medio plazo la posición de mercado de las empresas alemanas en este ámbito", afirma Ute Resch-Genger, de BAM, que dirige el proyecto.
