Une nouvelle façon écologique de convertir la lumière bleue en lumière élevée

Par Université de Kyushu16 février 2023

Les UVB ont aujourd’hui de nombreuses utilisations, mais leur production nécessite des sources inefficaces et toxiques. Un effort de collaboration impliquant l'Université de Kyushu et l'Université Johannes Gutenberg de Mayence a développé un système dans lequel la lumière LED bleue est convertie en lumière UVB. De plus, le système utilise uniquement des matériaux organiques, ouvrant la porte à une méthode plus durable et écologique de génération de lumière UVB. Crédit : Université de Kyushu

Une équipe internationale du Japon et d'Allemagne a créé un système qui transforme la lumière LED bleue en lumière ultraviolette B (UVB) à haute énergie.

Le nouveau système, qui ne repose pas sur des matériaux toxiques et inefficaces traditionnellement utilisés pour la production d'UVB, offre une solution plus durable et plus respectueuse de l'environnement pour les applications UVB. Les résultats ont été publiés dans la revue Angewandte Chemie.

Il est difficile d’éviter de parler de lumière ultraviolette, surtout en été. Ces rayons à haute énergie produits par le soleil se situent en dehors du spectre de la lumière visible et sont bien connus pour être responsables du bronzage et des coups de soleil. La lumière UV est subdivisée en trois types en fonction de sa longueur d'onde : A, B et C. Les UVA contiennent la lumière UV à ondes longues qui atteint la surface de la Terre, tandis que les UVB et UVC à ondes plus courtes sont principalement absorbés par la couche d'ozone.

Nonetheless, scientists have found that artificially produced UVB and UVC are useful in applications such as disinfection. UVB specifically has been applied in processes including photochemical reactions, detoxification of pollutants, and wastewater treatment. It is even used in the medical field in treatments for skin disorders such as eczemaEczema, also known as atopic dermatitis, is a chronic or recurrent inflammatory skin disease. Symptoms include itchy skin; dry cracked or scaly skin, and red or brownish patches of skin." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">l'eczéma et le vitiligo.

Cependant, la génération d'UVB nécessite actuellement des sources telles que les lampes au mercure, qui sont inefficaces et toxiques si elles sont mal éliminées.

One way around this is to generate UVB by ‘upconverting’ the light produced by LEDs. Upconversion is a method in which a material absorbs two photons of light of lower energy and combines their energy to emit one photonA photon is a particle of light. It is the basic unit of light and other electromagnetic radiation, and is responsible for the electromagnetic force, one of the four fundamental forces of nature. Photons have no mass, but they do have energy and momentum. They travel at the speed of light in a vacuum, and can have different wavelengths, which correspond to different colors of light. Photons can also have different energies, which correspond to different frequencies of light." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> photon de lumière d’énergie supérieure. La méthode utilise généralement une série de matériaux organiques.

Au fil des années, deux équipes de recherche au Japon et en Allemagne, dirigées respectivement par Nobuhiro Yanai de la Graduate School of Engineering de l'Université de Kyushu et Christoph Kerzig de l'Université Johannes Gutenberg de Mayence, ont travaillé sur l'évaluation de divers composés permettant de convertir la lumière bleue des LED en UV. lumière.

« La longueur d'onde de la lumière LED bleue est la plus proche de la lumière UV sur le spectre de la lumière visible. Nous avons réussi à convertir la lumière LED bleue de longueur d’onde plus longue en UVA de longueur d’onde plus courte. Notre prochaine étape consistait donc à trouver des composés capables de convertir la lumière bleue des LED en UVB », explique Yanai. « Avec nos collaborateurs de Mayence, nous avons construit des molécules candidates et commencé à examiner leurs caractéristiques. »

La collaboration a été pour le moins une réussite profonde. Non seulement ils ont pu développer des molécules capables de convertir la lumière bleue des LED en UVB, mais ils ont également pu éviter l’utilisation de métaux lourds traditionnellement utilisés dans de tels processus.