聽說了嗎？螢火蟲在OLED上“發光”了

材料牛注：夏日夜晚翩飛的螢火蟲是童年的美好記憶，近日，一閃一閃的螢火蟲在科研方面也“發光”了。受螢火蟲的啟發，韓國科學家們通過研究螢火蟲的發光結構開發出了具有更高效率的發光器件。

許多昆蟲、鳥類、魚類和兩棲動物會以發光的方式來相互交流，其中發光效率最高的非螢火蟲莫屬。在一項新的研究中，研究人員研究了螢火蟲發光層的光學特性，它的發光層與人造燈具有的光滑表面不同，而是由微小的分層結構組成的。受這些特點的啟發，研究人員復制這種模式來創造了一種仿生有機發光二極管（OLED），這種二極管不僅使光提取效率增加60%，且照明的角度范圍拓寬15%。

在韓國高等科學技術學院（KAIST）的Ki-Hun Jeong帶領下，科學家們已將“螢火蟲型”仿生有機發光二極管（OLED）的文章發表在最新一期的Nano Letters上。Jeong告訴 phys.org：“這項工作是對于分層結構（即螢火蟲燈籠超微結構上，帶有納米結構的傾斜微結構）的首次觀察研究。大型光子計算技術清晰表明，非對稱結構和分層結構的功能將有助于實現暫時還停留在螢火蟲生物發光階段的有效光提取和寬角度照明功能。從螢火蟲“燈籠”中學到的知識已成功應用于下一代的OLED。”

這項工作是基于早前關于螢火蟲角質層的納米結構會提高光傳輸效率的研究進行的，其角質層中也有通過減少內部反射提高光提取效率的微結構。內部反射問題是發光二極管所面臨的最大挑戰之一，由于內部反射，二極管產生的光一半以上被反射回設備中而非發射出去。科學家們在LED設計中模仿這些納米結構和微結構以提高光傳輸效率和光提取效率。

新的研究中，研究人員發現角質層結構的非對稱性和層次性對螢火蟲的發光能力起著關鍵的作用。研究人員創建了這些結構的精密模型以用作OLED的光學層。因此，原本是幫助螢火蟲交流求偶信號的特征轉變為了應用于先進照明及顯示設備的功能。

Jeong說：“我們這項突破性的技術是傾斜結構及傾斜結構上高度有序的納米結構的大規模制造。我們堅信，這些仿生有機發光二極管（OLED）會開啟工程仿生學應用于照明的新模式。”

“螢火蟲光”可能在不久的將來變為現實。Jeong說：“我們正在尋找一個有興趣將我們的新想法產業化的合作伙伴，同時我們也將在仿生光學的工程應用方面繼續努力！”

原文參考鏈接：Scientists turn to fireflies to improve OLED efficiency

本文由編輯部王宇提供素材，趙玲編譯，李銳審核。