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O LED é Nobel. E saudável!


Olá! O Prêmio Nobel de fisiologia ou medicina de 2017 foi dado hoje, 02 de outubro de 2017, para três americanos: Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash e Michael W. Young, por suas descobertas com mecanismos moleculares por trás do ritmo circadiano (algo como "ao redor do dia"), um comportamento otimizado para cada horário do dia, num processo de retroalimentação de células que configura o relógio biológico do corpo humano. O ritmo circadiano tem tudo a ver com a iluminação natural e, principalmente hoje em dia, com a iluminação artificial em Led - leia mais postagens a respeito AQUI.


Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash e Michael W. Young, vencedores do Nobel de Fisiologia ou Medicina de 2017

Agora, depois de dada esta notícia, voltemos a 2014 quando o Nobel de Física foi para o trio Isamu Akasaki, Hiroshi Amano e Shuji Nakamura, responsáveis pela invenção do "diodo de luz azul" que, em última análise, proporcionou a criação da real fonte de luz em led "branca fria" - esta servindo desde então como base para o boom na fabricação e uso comercial em larga escala de equipamentos de iluminação artificial em Led pelo planeta inteiro. Antes da criação da luz em led azul (e suas variantes), haviam no mercado apenas as luzes vermelha e verde, de espectros luminosos muito limitados para comercialização massiva. Elas eram usadas principalmente em relógios e displays de eletro-eletrônicos nos anos 70/80, não tendo alcance luminoso suficiente sequer para competir com uma lâmpada doméstica das mais fracas na época.

Akasaki, de 85 anos, Amano, de 54, e Nakamura, de 60, vencedores do Nobel de Física em 2014

"Os premiados desafiaram verdades estabelecidas, trabalharam duro e assumiram riscos consideráveis. Construíram eles mesmos seus equipamentos, e levaram a cabo milhares de experimentos. Na maioria das vezes, eles falharam, mas não se desesperaram - foi arte de laboratório em seu nível mais alto", afirmou a academia sueca responsável pela premiação, em comunicado na época.

Margaret Harris, do physicsworld.com citou que

"... de todos os prêmios Nobel de física concedidos nos últimos 60 anos, aquele com o maior impacto na vida cotidiana é sem dúvida [esse] o compartilhado por Isamu Akasaki, Hiroshi Amano e Shuji Nakamura em 2014. Como co-inventores do diodo emissor (LED) de luz azul, o trio nascido no Japão iniciou uma mudança dramática na maneira como vemos o mundo. Você teria que voltar ao prêmio de 1956 - compartilhado pelos inventores do transistor John Bardeen, Walter Brattain e William Shockley - para encontrar uma descoberta premiada com o Nobel que provocasse uma transformação semelhante." 

Por que a criação da luz azul em Led foi tão importante? 

Uma fonte de luz branca precisa de Leds que forneçam ao mesmo tempo a luz vermelha, verde e azul. O primeiro Led vermelho foi criado na década de 50 e, anos mais tarde, pesquisando comprimentos de onda mais curtos, cientistas conseguiram finalmente chegar a luz verde, na década de 60. Em 9 de outubro de 1962 o primeiro Led visível era demonstrado por Nick Holonyak, Jr. O primeiro diodo emissor de luz visível (LED) do mundo foi criado para a General Electric, mudando o mundo da iluminação para sempre. Holonyak diria mais tarde na época que o Led substituiria as lâmpadas incandescentes - o que demorou um pouco mais do que o esperado. Os cientistas do GE Advanced Semiconductor Laboratory estavam pesquisando uma maneira de criar luz visível com eficiência energética a partir dos Leds. As luzes incandescentes que poucos usam hoje contam com a ignição de um filamento alojado no vácuo para criar luz. O processo é ineficiente e usa apenas 10% da energia disponível para produzir luz. O resto é perdido como calor. No entanto, nos anos 60 os pesquisadores lutariam muito ainda para criarem a luz de Led azul, muitas décadas depois. E é exatamente aí que começa, passados então quase 20 anos, a história dos vencedores do Prêmio Nobel de 2014.

Akasaki, Amano e Nakamura começaram seu trabalho inovador na década de 80, na Universidade de Nagoya. Durante anos, parecia que o material escolhido para a pesquisa - um semicondutor cristalino chamado nitreto de gálio, ou GaN - não iria cooperar com eles. Até fazerem os cristais em uso crescerem nos experimentos, exigiu-se muito esforço. Só no início dos anos 90 (1993), Nakamura e os integrantes do grupo usaram uma técnica chamada epitaxia, introduzindo posteriormente o "dopamento p" para produzir a junção pn necessária para conseguir o primeiro Led azul de alto brilho. No início de 2000, algumas lâmpadas revestidas com o fósforo que transformavam a luz azul de Led em uma luz mais "branca fria", estariam enfim disponíveis nas lojas para os consumidores comuns. A seguir, versões “mais quentes” do Led substituíram não apenas as lâmpadas incandescentes como também, equipamentos halógenos e fluorescentes compactos (CFL). Atualmente, os Leds azuis também são usados ​​em dispositivos que variam de telefones celulares a telas de TV. Os Leds que emitem tanto a luz azul quanto a ultravioleta (UV) também são usados ​​em aparelhos de DVDs e outros leitores ópticos, onde um menor comprimento de onda da luz permite maiores densidades de armazenamento de dados nos discos físicos. Olhando mais para o futuro, os Leds azuis emissores de UV também podem ser usados por exemplo ​​para criar sistemas básicos e eficazes de purificação de água, já que a luz azul UV pode destruir microorganismos.

Como bem observou o site do Prêmio Nobel na premiação,

"... Se o século 20 foi iluminado pelas lâmpadas incandescentes de Thomas Edison, graças a Akasaki, Amano e Nakamura o século 21 está sendo iluminado por lâmpadas Led. E, quantas outras descobertas premiadas com um Prêmio Nobel você pode comprar por R$10,00 na loja da esquina? (no caso, uma lâmpada Led de 9W)." 

Como vencedores do Prêmio Nobel de Física 2014, os três pesquisadores japoneses laureados se juntam agora a alguns dos maiores nomes na história da ciência, como Albert Einstein, Niels Bohr e a equipe "marido e mulher" de Pierre e Marie Curie.

Injustiça? 

Mas nem tudo são flores nesta história de enorme sucesso: o norte-americano Nick Holonyak (imagem abaixo) de 85 anos, descreveu o Prêmio Nobel de Física 2014 como "um insulto!". O professor de engenharia aposentado da Universidade de Illinois foi quem inventou o primeiro espectro visível, o LED vermelho em 1962, enquanto trabalhava para a empresa General Electric. Seus colegas passaram anos dizendo que o comitê do Nobel ignorou injustamente a sua realização. Durante anos, Holonyak dizia que "seu trabalho é mais importante do que qualquer reconhecimento". Mas, ao saber que os pesquisadores Isamu Akasaki, Hiroshi Amano e Shuji Nakamura tinham ganhado o prêmio pelo Led azul - uma quantia de US$ 1,1 milhão - ele exteriorizou toda a sua mágoa. Falando de sua casa de repouso em Urbana, Illinois, Holonyak afirmou que "o LED azul nunca teria acontecido" sem o trabalho que ele e outros pesquisadores realizaram na década de 60:


"...O Led como conhecemos hoje vem de nós - disse, sentado ao lado de sua cama folheando “The Bright Stuff”, um livro escrito sobre ele e sua invenção - O Led azul? Você não pode chegar a ele sem mim. Sou um cara velho agora, mas eu acho isso um insulto... Eu não acho que é justo com eles - referindo-se aos pesquisadores mais antigos de Led, adicionando que ele “não tem ideia do porquê seu trabalho não mereceu o Nobel".

Delaina Amos, professora da Universidade de Louisville que trabalha com Leds, disse que o Led azul foi digno de reconhecimento, mas acredita que invenção de Holonyak também seria: "... Não há dúvida de que o seu trabalho é muito fundamental, muito merecedor". Porém, a afirmação de Holonyak também pode ser questionada, já que o cientista e inventor russo Oleg Losev criou o primeiro Led que se tem notícia e, futuros pesquisadores o usariam como base para criação de outros similares. No entanto, como Losev morreu em 1942 - duas décadas antes de qualquer possível uso prático da sua descoberta - o comitê do Nobel também deixou seu estudo passar em branco.

Nós da Codlux® parabenizamos não só a equipe vencedora do Prêmio Nobel de Física 2014 como também Holonyak, Losev e todos os demais pesquisadores envolvidos décadas a fio no desenvolvimento e criação do Diodo Emissor de Luz (LED) que hoje, é o cerne de nosso negócio. A estes, o nosso sincero "Muito Obrigado!". E, unindo oportunamente estas duas importantíssimas informações para o mundo da Medicina e da Física, lembramos a você uma leitura que vem bem a calhar com tudo isso aqui no Blog:



Leia, descubra, relembre o que o ritmo circadiano tem realmente a ver com o a Iluminação artificial em Led. 

Boa leitura! 

Robson Giro, especial para a Codlux® - Luz em Led


Fontes: Physics World, Reuters, O Globo, Wired





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