des particules luminescentes diffusantes
De minuscules particules luminescentes sont utilisées dans de plus en plus de produits aujourd'hui : des smartphones aux téléviseurs OLED en passant par les phares des voitures. Pour l'industrie, la connaissance exacte de l'efficacité de la luminescence est cruciale. Le Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) met au point des méthodes de mesure fiables à cette fin, comblant ainsi une importante lacune en matière de normalisation.
Les matériaux luminescents trouvent de plus en plus d'applications dans la vie quotidienne : Ils sont utilisés dans la technologie médicale pour les procédures de diagnostic, dans le photovoltaïque, dans les codes de sécurité des billets de banque, dans les écrans des téléviseurs à LED ou OLED, des smartphones ou des lecteurs de livres électroniques, ainsi que dans la technologie d'éclairage.
La tendance est ici de passer de particules de l'ordre du micromètre à celles de taille nanométrique, qui ont des propriétés de diffusion particulièrement avantageuses et peuvent présenter un rendement de luminescence élevé. Le facteur décisif pour toutes les applications de ces matériaux est l'efficacité de leur photoluminescence, en bref : leur rendement de luminescence. Cette quantité présente une mesure directe du nombre de quanta de lumière ou de photons que les particules émettent par rapport à ceux qu'elles absorbent. On parle également de rendement quantique de luminescence.
Ce paramètre clé détermine la luminosité des substances. Il s'agit donc d'un indicateur décisif pour les entreprises qui fabriquent ou utilisent ces matériaux afin d'évaluer et de comparer la qualité, les performances et l'adéquation de différentes particules lumineuses. Cependant, à ce jour, il n'existe qu'une seule norme internationale pour déterminer le rendement quantique, qui dépend de nombreux facteurs externes tels que la température ou le milieu environnant. Cette norme ne couvre que les échantillons transparents (non diffusants) qui sont relativement faciles à mesurer.
Les mesures plus complexes de particules diffusantes ne sont pas couvertes. Or, ces matériaux sont de plus en plus importants pour les applications industrielles. Cela pose des problèmes croissants aux entreprises qui produisent des matériaux fonctionnels luminescents tels que les phosphores typiques et les matériaux dits de conversion ou qui les utilisent dans le domaine de l'éclairage et de la technologie d'affichage. Elles ont besoin de méthodes fiables pour déterminer le rendement quantique afin de contrôler la qualité et le produit. Développer ces méthodes par elles-mêmes serait trop fastidieux, même pour les grandes entreprises.
Le BAM, dont le mandat inclut la promotion de l'industrie allemande, étudie les matériaux luminescents depuis de nombreuses années, développe des méthodes et des matériaux de référence pour les sciences de la vie et des matériaux, et fournit des données de référence. Aujourd'hui, le BAM lance un projet commun qui a pour but de faire passer rapidement les résultats scientifiques à la normalisation et donc à l'application. Le projet est financé par le ministère fédéral de l'économie dans le cadre du programme de financement "Transfert de connaissances et de technologies par les brevets et les normes".
En coopération avec Schott AG, qui produit des matériaux optiques depuis plus de 100 ans, le BAM développera des méthodes fiables pour déterminer le rendement quantique des particules et matériaux luminescents diffusants. L'accent est mis sur les matériaux présentant un intérêt économique particulier : Les nouveaux matériaux de conversion qui, par exemple, lorsqu'ils sont combinés à la lumière bleue des lasers et des LED, donnent aux phares des voitures une lueur jaune plus confortable pour les humains. Ces matériaux sont très demandés par l'industrie pour de nombreuses applications différentes.
Schott AG fournira des matériaux luminescents directement issus de l'application et, en collaboration avec BAM, développera des procédures de mesure adaptées au contrôle des processus industriels. Ces procédures de mesure seront finalement normalisées et transférées en temps voulu à la normalisation internationale. "Avec ce projet commun, nous voulons combler une lacune importante afin de renforcer la position des entreprises allemandes sur le marché dans ce domaine à moyen terme", déclare Ute Resch-Genger de BAM, qui dirige le projet.
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