Японські фізики винайшли за допомогою світлячків над'яскравих світлодіодів

Вивчивши спеціальну наноструктур, що знаходиться в черевці японських світлячків, корейські фізики використовували отримані відомості для розробки потужних і ефективних світлодіодів, передається в статті, опублікованій в Proceedings of the National Academy of Science.

Команда фізиків на чолі з Кі-Хуна Чона з Інституту передової науки і технологій Кореї (Теджон) виконала аналіз пристрою черевця японських світлячків виду Luciola lateralis, спробувавши створити штучний аналог так званого "ліхтаря" цих комах.

Бесцветний ковпак, розташований на черевці Luciola lateralis являє собою безліч наноструктур, що перетворюють всю поверхню кутикули на щось схоже на пральну дошку, коефіцієнт заломлення якої близький аналогічному показнику для звичайного повітря. Така властивість дає можливість жуку витрачати набагато менше сил на виробництво світлового сигналу, оскільки світло практично проходить вільно кордон між хітином черевця комахи і молекулами повітря.

Чон з колегами припустили, що дана конструкція цілком може бути адаптована для створення надпотужних світлодіодів. Щоб перевірити цю гіпотезу вчені в лабораторії створили аналог кутикули, простеживши за змінами її оптичних властивостей при зміні висоти, ширини і відстані між наноструктурами.

Ісследователі виготовили пластикову форму з цілим набором виїмок, які в точності повторюють узор з наноструктур, що знаходяться на черевці світлячка, а потім залили її прозорою смолою. Висушивши смолу ультрафіолетовою лампою, вчені отримали набір з мікроскопічних ковпаків, які за структурою, а також заломлюючої здатності повторювали кутикулу Luciola lateralis.

Далее Чон разом з колегами зібрали на основі цих конструкцій декілька світлодіодів і простежили, наскільки добре вони пропускали світло. Кращі результати дали оригінальні наноструктури, що повторювали в точності пристрій черевця Luciola lateralis. Як відзначають вчені, подібні ковпачки пропускають в цілому 98,3% світла, а це з точки зору оптики досить близько до максимально можливим значеніям.