Plastic geeft blauw licht

Herbert Blankesteijn, NRC Handelsblad 25-1-'96


In de jacht op lichtgevende plastics hebben chemici uit Groningen een succes geboekt. Ze hebben kunststoffen gemaakt waarbij de kleur van het uitgezonden licht nauwkeurig kan worden bepaald. Het bijzondere van de in Groningen gemaakte stoffen vergeleken met bestaande 'regelbare' lichtgevende kunststoffen is de hoge opbrengst aan blauw licht. Lichtgevende kunststoffen zijn interessant omdat ze potentieel goedkoop te fabriceren zijn. Ze zouden toegepast kunnen worden in lichtgevende diodes (LED's) in elektronische apparatuur, in platte beeldschermen en bij optische communicatie. Tot nu toe was juist blauw licht lastig te maken. In toepassingen als beeldschermen is blauw onmisbaar voor een goede kleurweergave.

De nieuwe stoffen zijn ontwikkeld bij het Laboratorium voor Polymeerchemie van de Rijksuniversiteit Groningen onder leiding van prof. G. Hadziioannou. Ze zijn familie van poly-phenyleenvinyleen (PPV); ze behoren tot de groep van de geconjugeerde polymeren. De stoffen in deze groep hebben met elkaar gemeen dat hun elektronen niet aan bepaalde atomen zijn gebonden. Een plasticmolecuul bestaat uit steeds herhaalde eenheden (monomeren); in een geconjugeerd polymeer kunnen elektronen over tientallen van deze eenheden zijn uitgesmeerd. Ze kunnen zich dus verplaatsen en dat maakt deze kunststoffen elektrisch geleidend. Wordt er een elektrische stroom doorheen gestuurd, dan komen aan de ene kant elektronen het materiaal binnen en aan de andere kant ontstaan door het wegzuigen van elektronen 'gaten', een handig woord voor plekken waar een elektron ontbreekt. Als gevolg van de elektrische stroom ontmoeten in de stof elektronen en 'gaten' elkaar, en wanneer een elektron een gat opvult komt er energie vrij in de vorm van licht. Dit heet elektroluminescentie.

De kleur van dit licht wordt mede bepaald door de lengte waarover de elektronen in het polymeer zijn uitgesmeerd. Dat is weer afhankelijk van de precieze bouw van de plasticmoleculen. Door systematisch te experimenteren met het toevoegen en weglaten van atoomgroepen kunnen de Groningse chemici nu de kleur vrijwel continu variŽren. Met ťťn van de stoffen hebben ze een efficiŽntie bereikt van 0,8% - bijna een procent van de elektronen die door het materiaal gaan brengt een lichtdeeltje teweeg - wat voor zover bekend niet eerder is bereikt. Ook als medium voor het opwekken van laserlicht lijken de Groningse stoffen geschikt. De efficiŽntie waarmee ze licht absorberen en weer uitzenden is hoog: 50% - deze fotoluminescentie is een vereiste voor een goede laserwerking.

Hoewel veelbelovend zijn de PPV-achtige stoffen nog ver van toepassing. Zo blijken de 'gaten' in het materiaal sneller te bewegen dan de elektronen, wat niet gunstig is. Daar zal het experimentele werk zich de komende tijd onder andere op richten.


Het materiaal dat hier verkrijgbaar is mag worden gedownload, gelezen en zelfs gekopieerd, maar alleen voor eigen gebruik. Vermenigvuldigen met winstoogmerk is niet toegestaan. Alles is copyright Herbert Blankesteijn, tenzij anders vermeld.
  • Terug naar het Herbert Blankesteijn Wetenschapmenu.
  • Terug naar het Hoofdmenu Archief Herbert Blankesteijn.