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Angenehme Farben und einfache Herstellung

Genauso wie automatische Übersetzungen sind die Ergebnisse dieses Algorithmus beschränkt und keineswegs perfekt. Aber sie können weiteren Simulationen unterzogen werden, um vielversprechende Kandidaten für eine echte Synthese auszuwählen und zu testen. Was der Algorithmus auch nicht leisten kann, ist die Entdeckung völlig neuer Verbindungen, die nicht mit bisherigen Strukturen verwandt sind.

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Aber auch dort gibt es große unbekannte Bereiche von Stoffkombinationen, die noch nie synthetisiert und untersucht wurden. Das Ergebnis aus fast 1.000 untersuchten Stoffen war, nach Aussage der Forscher, ein Trägermaterial aus Strontium, Lithium, Aluminium und Sauerstoff - das erste ionische Material überhaupt, das aus dieser Kombination von Stoffen je synthetisiert wurde. Zusammen mit kleinen Mengen Europium und Cer wird es phosphoreszierend. Allerdings fand sich inzwischen ein Paper von 1993, das einen ähnlichen Stoff aus den gleichen Bestandteilen beschreibt.

Der Algorithmus sagte voraus, dass der Stoff chemisch und thermisch stabil genug für industrielle Anwendungen sein und eine ausreichende Bandlücke zur Absorption von blauem und ultraviolettem Licht haben würde. Die Bandlücke sagt, wie viel Energie benötigt wird, um Elektronen in dem Stoff in angeregte Zustände zu überführen. Ist sie zu groß, wird der Stoff nur durch sehr hartes UV-Licht angeregt. Ist sie zu klein, kann bei der Phosphoreszenz kein blaues Licht mehr entstehen. Im Gegensatz zu bisher benutzten Materialien kommt der neue Stoff ohne große Mengen seltener Rohstoffe aus und kann bei normalem Druck und vergleichsweise niedrigen 900 Grad Celsius synthetisiert werden.

1.000 Grad sind niedrige Temperaturen

Aber der Stoff ist nicht perfekt. Ihm fehlt ein Teil des roten Lichtspektrums, er muss also mit einem rot phosphoreszierenden Leuchtstoff kombiniert werden, wofür bereits 2013 ein neuer roter Leuchtstoff entwickelt wurde, der ähnlich gute Eigenschaften hat und bei etwa 1.000 Grad Celsius synthetisiert werden kann. Zusammen sollen sie eine deutlich billigere Herstellung weißer LEDs ermöglichen, die auch noch bei Temperaturen von 150 Grad Celsius ihre Leuchtstärke behalten.

Andere Leuchtstoffe haben von sich aus ein breites Emissionsspektrum und kommen ohne weitere Stoffe aus, wie etwa Barium-Europium-Alumium-Oxid. Es kombiniert eine angenehm niedrige Farbtemperatur und gute Farbwiedergabe über das ganze Spektrum hinweg. Aber es muss bei 1.450 Grad Celsius und beinahe vakuumsynthetisiert werden, was höheren Aufwand und höhere Kosten bedeutet. Letztlich wird die Industrie entscheiden, welche Stoffe sich am wirtschaftlichsten einsetzen lassen.

Computeralgorithmen können Chemiker nicht ersetzen. Sie werden gebraucht - von der Auswahl der Eigenschaften, die ein Stoff haben muss, über die Überprüfung der Rechenergebnisse bis hin zur Synthese selbst, die in Teilen immer noch mehr Handwerk als Wissenschaft ist. Aber es zeigt sich, dass mit den Datenbanken aus den vergangenen Jahrhunderten schon relativ einfache Algorithmen ausreichen, um Stoffe mit neuen Eigenschaften zu entwickeln. Das lässt im Rahmen der physikalischen Grenzen noch viele neue Entwicklungen erwarten.

 LED-Lampen: Computer machen neues Licht
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smile321 29. Mär 2018

ja der finanzielle Aspekt ist natürlich ein großer Pluspunkt bei so einem Mietmodell...

bombinho 24. Feb 2018

Moment, hier musst du wohl deine These noch einmal auf ihre Haltbarkeit ueberpruefen...

Axcyer 23. Feb 2018

Natürlich sind solche Bindungen einem Chemiker bekannt. Das lernt jeder im ersten...

HeroFeat 22. Feb 2018

Ich bin echt gespannt was da sonst noch so auf diese Art und Weise entwickelt werden...

Eheran 22. Feb 2018

Wenn ich nicht nach links oder rechts gucke, dann sehe ich dort natürlich auch nichts ;)


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