Uutiset

Tehokkuutta ympäristöystävälliseen valaistukseen - Konstantinos Daskalakis kehittää ERC-hankkeessa uudenlaisia valkoista valoa säteileviä oled-valoja

Tutkijatohtori Daskalakis pyrkii kehittämään oled-valoja nykyistä edullisemmiksi, tehokkaammiksi ja kirkkaammiksi.
Photo: Mikko Raskinen.
Kuva: Mikko Raskinen.

Viidesosa maailman sähköenergiasta kuluu valaistukseen. Samalla valaistus tuottaa kaikkiaan 400 miljoonaa tonnia hiilidioksidipäästöjä vuosittain, joka vastaa 1,2 prosenttia kaikista päästöistä.

Pyrkimykset tehostaa valaistusta ovat johtaneet ledien eli vähäisen sähkövirran ansiosta valoa intensiivisesti säteilevien diodien kehittämiseen. Led-valot valmistetaan erittäin puhtaista, kiteisistä ja epäorgaanisista puolijohteista, joiden kerääminen ja prosessointi vaativat paljon energiaa. 

”Led-valot ovat tehokkaita käytössä. Led-valojen ongelmat liittyvät materiaalien valmistamisen ja käytön jälkeisiin haitallisiin ympäristövaikutuksiin. Kehittämieni orgaanisten eli hiilipohjaisten, valkoisten oled-valojen (woled) valmistaminen on ympäristöystävällisempää kuin perinteisten led-valojen valmistus. Aion kehittää ympäristöystävällisiä ja helposti valmistettavia woled-valoja, jotka voidaan käytön jälkeen hävittää turvallisesti”, sanoo tutkijatohtori Konstantinos Daskalakis, joka sai juuri hankkeelleen 1,5 miljoonan euron rahoituksen Euroopan tutkimusneuvostolta (ERC). Hanke kestää viisi vuotta.

Orgaanisten ledien, oledien, toimintaperiaate on sama kuin led-valoissa, mutta ne valmistetaan hiilipohjaisista puolijohteista. Niitä käytetään muun muassa televisioiden ja puhelinten näytöissä. Woled-valoiksi niitä kutsutaan silloin, kun ne saadaan säteilemään kirkasta valkoista valoa ja niitä käytetään valaistuksessa.

Nykyiset woled-valojen ratkaisut ovat kalliita ja tehottomia. Niissä käytetään usein materiaalina uusiutumattomia, kalliita ja harvinaisia raskasmetalleja, ja lisäksi valmistusprosessit ovat hankalia.

”Woled-valojen hintaa pitää pystyä merkittävästi pudottamaan, ja samalla tulee kaksinkertaistaa niiden valotehokkuus ja elinkaaren pituus. Meidän innovaatiomme perustuu kvanttimekaniikkaan ja fotoniikkaan, tarkemmin ottaen polariton-tilaan, joka on materiaalin ja valon ominaisuuksia yhdistävä hybridimuoto.”

Polariton-tila sallii materiaalin muokkaamisen valon avulla niin, että sama materiaali säteilee ja absorboi eli imee itseensä hallitusti useita eri värejä. Muokkaamalla materiaalin ominaisuuksia polariton-tilan avulla saadaan siis lopputulokseksi silmin havaittava valkoinen väri.

”Uudenlainen polariton-tila muodostuu, kun valo vangitaan kahdesta nanometrien paksuisesta peilistä koostuvaan mikrorakenteeseen. Rakenne samanaikaisesti säteilee valoa ja absorboi sen sisälleen, eli polariton-tilaa ei voida havaita vain materiaalina tai vain valona. Polariton-tilaa hallitsemalla voidaan siis saada se säteilemään useita eri värejä.”

”Erityinen osaamisalueeni on fotoniikassa ja valoa säteilevissä materiaaleissa, ja näiden avulla pyrin ratkaisemaan woled-valoihin liittyviä haasteita. Kokeellisten tutkimusten avulla pyrin osoittamaan, että polariton-tilojen avulla voidaan siirtyä perinteisistä led-valoista valkoista valoa säteileviin, edullisiin, tehokkaisiin, vakaisiin ja kirkkaisiin oled-valoihin.”

Lisätietoja (englanniksi):

European Research Council

Jaana Vapaavuori (left) and Konstantinos Daskalakis (right)

EU:lta miljoonarahoitus älykkäiden materiaalien ja uuden sukupolven ledien tutkimukseen

Apulaisprofessori Jaana Vapaavuoren ja tutkijatohtori Konstantinos Daskalakisin hankkeet parantavat rakennusten ja valaistuksen ympäristöystävällisyyttä.

Uutiset
  • Julkaistu:
  • Päivitetty:
Jaa
URL kopioitu

Lue lisää uutisia

Aalto University Meet Our Teachers SCI Janne Halme 2022. Photo: Mikko Raskinen.
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Yliopistonlehtori Janne Halme: Aurinkoenergia on ihan huippua!

: Janne Halmetta inspiroi lehmuskuja, jossa yhdistyvät puut, lehdet ja valo, joka siivilöityy puiden välistä. Vaikka aurinkokennon avulla voidaan tuottaa sähköä, elämää ylläpitävää fotosynteesiä se ei pysty korvaamaan.
Woman touching a long-sleeved Marimekko Unikko shirt on display
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Värejä laboratorioista ja pelloilta – tällainen on luonnonmukaisten tekstiilivärien tulevaisuus

Mitä enemmän muoti- ja tekstiiliteollisuuden ympäristövaikutuksista saadaan tietoa, sitä enemmän kestävien vaihtoehtojen kysyntä ja tarve kasvaa. Kansainvälinen tutkimusryhmä pyrkii korvaamaan myrkylliset synteettiset väriaineet luonnollisilla vaihtoehdoilla, joita saadaan esimerkiksi kasveista, mikrobeista ja ruokahävikistä.
Annika Järvelin and Hanna Castrén-Niemi have spent three weeks at three different clinics in Helsinki. Photo: Otto Olavinen, Biodesign.
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Neuvola täyttää sata vuotta – tutkijat selvittävät, miten neuvolan seuraavan vuosisadan tarpeisiin voitaisiin vastata terveysteknologiaa hyödyntäen

Tutkijat selvittävät sitä, miten neuvolan seuraavan vuosisadan tarpeisiin voitaisiin vastata Stanfordin yliopistosta lähtöisin olevien Biodesign-menetelmien keinoin.
Elias Rantapuska, photo by Evelin Kask
Yhteistyö, Tutkimus ja taide Julkaistu:

OP Ryhmän Tutkimussäätiöltä 1,2 miljoonaa euroa kolmen suomalaisyliopiston tutkimushankkeelle

Laadukasta tutkimusta ei synny ilman kallista tutkimusdataa ja ihmisiä, toteaa rahoitusalan ja rahoitusinstituutioiden tutkimushanketta Aalto-yliopiston kauppakorkeakoulussa johtava professori Elias Rantapuska.