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Les lucioles inspirent des LED plus lumineuses
En imitant la structure déchiquetée d'une lanterne d'éclair dans une couche au-dessus de LED existantes ou de diodes électroluminescentes, une équipe de chercheurs en Belgique, en France et au Canada a augmenté la quantité de lumière du dispositif semi-conducteur jusqu'à 55 %. .
Bug éclairant : L'abdomen de cette luciole Photuris est recouvert d'écailles déchiquetées qui aident l'insecte à briller plus fort.
Une grande partie de la lumière produite par les LED est réfléchie dans l'appareil en raison des grandes différences entre la façon dont la lumière traverse les matériaux LED par rapport à l'air. Cela réduit considérablement l'efficacité des LED, explique Annick Bay, doctorante à l'Université de Namur en Belgique et premier auteur des études. La lumière bioluminescente produite par une luciole est confrontée à un défi similaire lorsqu'elle sort de l'abdomen de l'insecte.
Extracteurs de lumière : Les écailles déchiquetées de la lanterne de la luciole Photuris.
Les auteurs ont examiné la structure microscopique de l'abdomen d'une luciole trouvée au Panama et ont découvert que l'exosquelette de l'insecte dans cette région du corps avait des écailles déchiquetées et inadaptées. Des simulations informatiques et des expériences sur banc ont confirmé que les arêtes vives de ces échelles laissent passer plus de lumière, a rapporté l'équipe dans Optics Express.
Dans un deuxième rapport, également publié dans Optics Express, Bay et ses collègues de l'Université de Sherbrooke au Canada décrivent comment une couche de matériau similaire déchiqueté qu'ils ont ajoutée à une LED standard au nitrure de gallium a augmenté la quantité de lumière émise par l'appareil jusqu'à à 55 pour cent. L'ajout d'une telle fonctionnalité aux LED existantes pourrait économiser de l'énergie, explique Bay, car le revêtement escarpé rend les LED plus brillantes.
Un groupe de chercheurs coréens a rapporté récemment que les nanostructures de l'exosquelette d'une autre espèce de luciole agissent comme une couche antireflet, ce qui aide à faire briller davantage la lumière de la lanterne de l'insecte. L'équipe a construit des LED avec des lentilles uniques inspirées de ces nanostructures qui transmettent 3 % de lumière en plus.
Contrairement aux modifications inspirées des nanostructures, cependant, la modification à l'échelle déchiquetée peut être effectuée en post-production sur des LED conventionnelles. L'un des avantages de [notre] technique est qu'elle peut être appliquée sur presque toutes les LED disponibles dans le commerce, explique Bay.