德国弗里德里希 - 亚历山大大学Erlangen-Nürnberg(FAU)的研究正在使用3D打印将发光蛋白嵌入LED屏幕中。
随着世界继续与LED相关,需要提高屏幕的效率,具有成本效益和环保生产的必要性。还渴望增强技术,使LED屏幕的表现与目前的表现不同,例如使它们更加灵活,并且不易受损。
这是生物材料可能有答案的地方。
LED屏幕的结构
LED屏幕由五个关键层组成(尽管更多取决于其使用和外壳)。这五层从后到正面如下:背光,偏振器,发光二极管,颜色滤光片和第二个偏振器。
FAU的研究提出了其中两个关键层的替代方法。背光和颜色过滤器通常由红色,绿色和蓝色组成。
在FAU的生物白色杂种发光二极管(whleds)中,裸露的LED提供了蓝光,并且蛋白质生物过滤器提供绿色和红色,当混合时会产生白光。
3D打印LED颜色过滤器
All layers of an LED are necessarily very thin. In FAU’s first attempt at a bio-WHLED the colour filter coating measures 1 – 3mm, but this can limit the brightness of a screen. 3D printing this coating instead of course allows more control over layer-thickness.
在纸上Micropatterned Down-Converting Coating for White Bio-Hybrid Light-Emitting Diodes,,,,鲁本·科斯塔(RubénCosta)等人。使用3D打印机喷嘴,内径为200μm(微米)或0.2 mm。
受水母和珊瑚的启发
鞭打上的生物涂料由红色麦克雷(Red McHerry)组成,一种通常从蘑菇珊瑚中提取的蛋白质,以及从Hydromedusa水母的绿色EGFP组成。
MCHERRY和EGFP在纤维素中打印3D以结合它们,分别为1100μm和500μm。
Two protein coatings are 3D printed – one with a micropatterned lattice structure (seen below), and one without.
相比之下,与简单结构相比,微图案晶格显示出亮度的增加,并在裸露的LED时显示出改进。层的橡胶质地也意味着它们可用于柔性屏幕。
The study’s findings conclude,
我们坚信,这项工作为将荧光蛋白开发到光电应用程序中开辟了一条新的途径,为新兴领域的生物驱动领域及其在显示应用程序中的可能使用设定了新的研究途径。
下一步是研究蛋白质如何随着时间的流逝而降解,红色麦克利最容易衰减。
将3D生物打印与电子产品结合
从其他生物中提取的蛋白质通常用于3D生物打印研究中。英国布里斯托尔大学是一家使用海藻藻酸盐的机构为组织工程创建真正的生命脚手架的生物界。将3D生物打印与其他行业(在这种情况下是电子产品)相结合,是对环境产生积极影响的真正潜力的领域。
的发展lab-on-a-chip technologies这是科学试图消除环境风险的另一种方式,在其PLA中使用藻类的Algix3D等越来越多的3D打印机公司正在将生物材料纳入其细丝中,以使其较小。
特色图显示了伦敦Piccadilly Circuc的LED屏幕广告板。照片由Garry Knight拍摄在Flickr上