کیمبرج یونیورسٹی کے سائنسدانوں نے نینو ٹیکنالوجی، کلر سائنس، جدید کمپیوٹیشنل طریقوں، الیکٹرانکس، اور ایک منفرد من گھڑت عمل کے امتزاج کا استعمال کرتے ہوئے اگلی نسل کے سمارٹ لائٹنگ سسٹم کی ترقی کی قیادت کی ہے۔ وہ کوانٹم ڈاٹس سے سمارٹ، رنگ پر قابو پانے کے قابل سفید روشنی والے آلات کے ساتھ آتے ہیں۔
بنیادی طور پر LEDs میں استعمال ہونے والے تین سے زیادہ بنیادی روشنی کے رنگوں کا استعمال کرتے ہوئے، سائنسدان دن کی روشنی کو زیادہ درست طریقے سے پیدا کر سکتے ہیں۔ جب ٹیسٹ کیا گیا تو، سسٹم نے بہترین رنگ رینڈرنگ، موجودہ سمارٹ لائٹنگ ٹیکنالوجی کے مقابلے میں وسیع آپریٹنگ رینج، اور سفید روشنی کی حسب ضرورت کے وسیع تر سپیکٹرم کا مظاہرہ کیا۔
1990 کی دہائی سے، کوانٹم نقطوں پر تحقیق کی گئی ہے اور ان کی بہترین رنگین پاکیزگی اور ٹیون ایبلٹی کی وجہ سے روشنی کے ذرائع کے طور پر تیار کیا گیا ہے۔ وہ اپنی مخصوص آپٹو الیکٹرانک خصوصیات کی وجہ سے وسیع رنگ کنٹرولیبلٹی اور اعلی رنگ رینڈرنگ کی صلاحیتوں دونوں میں شاندار رنگ کی کارکردگی کا مظاہرہ کرتے ہیں۔
سائنسدانوں نے اگلی نسل کی روشن سفید روشنی پر مبنی کوانٹم ڈاٹ لائٹ ایمیٹنگ ڈایڈس (QD-LED) کے لیے ایک فن تعمیر تیار کیا۔ انہوں نے ایسا کرنے کے لیے سسٹم لیول کلر آپٹیمائزیشن، ڈیوائس لیول آپٹو الیکٹرانک سمولیشن، اور میٹریل لیول پیرامیٹر کو اکٹھا کیا۔
انہوں نے عصبی نیٹ ورک کے لیے استعمال ہونے والے کلر آپٹیمائزیشن الگورتھم سے کمپیوٹیشنل ڈیزائن فریم ورک تیار کیا۔ مشین لرننگچارج ٹرانسپورٹ اور لائٹ ایمیشن ماڈلنگ کے لیے ایک نئے طریقہ کے ساتھ۔
سائنسدانوں نے جو کوانٹم نقطے استعمال کیے ان کا قطر تین سے تیس نینو میٹر کے درمیان تھا۔ چن کر کمانٹم نقطہ نظر ایک مخصوص سائز کے، وہ ایل ای ڈی کی کچھ عملی حدود پر قابو پانے کے قابل تھے۔ ایسا کرنے سے انہیں اخراج طول موج حاصل کرنے میں بھی مدد ملی جس کی انہیں اپنی پیشین گوئیوں کی جانچ کے لیے ضرورت تھی۔
اس کے بعد ٹیم نے QD-LED پر مبنی سفید روشنی کا ایک نیا ڈیوائس فن تعمیر بنا کر اپنے ڈیزائن کی توثیق کی۔ ٹیسٹ نے بہترین رنگ رینڈرنگ، موجودہ ٹکنالوجی کے مقابلے میں وسیع آپریٹنگ رینج، اور سفید روشنی کے سایہ کی تخصیص کے وسیع اسپیکٹرم کو دکھایا۔
نئے ڈیزائن کردہ QD-LED سسٹم نے موجودہ LED پر مبنی سمارٹ لائٹس کے مقابلے میں 2243K (سرخ مائل) سے 9207K (روشن دوپہر کا سورج) سے منسلک رنگ درجہ حرارت (CCT) کی حد ظاہر کی، جس کا CCT 2200K اور 6500K کے درمیان ہے۔ کلر رینڈرنگ انڈیکس (CRI) – دن کی روشنی (CRI=100) کے مقابلے میں روشنی سے روشن ہونے والے رنگوں کا ایک پیمانہ – QD-LED سسٹم کا 97 تھا، موجودہ سمارٹ بلب رینجز کے مقابلے، 80 اور 91 کے درمیان۔
ڈیزائن سمارٹ لائٹنگ کا دروازہ کھول سکتا ہے جو زیادہ درست اور موثر ہے۔ ایل ای ڈی سمارٹ بلب میں مخصوص رنگ پیدا کرنے کے لیے تینوں ایل ای ڈیز میں سے ہر ایک کو الگ سے ریگولیٹ کیا جانا چاہیے۔ QD-LED سسٹم میں رنگین درجہ حرارت کی پوری حد کو پورا کرنے کے لیے تمام کوانٹم نقطے ایک واحد عام کنٹرول وولٹیج کے ذریعے چلائے جاتے ہیں۔
پروفیسر جونگ من کم سے کیمبرجانجینئرنگ کے شعبہ، جس نے تحقیق کی شریک قیادت کی، نے کہا، "یہ دنیا کا پہلا ہے: ایک مکمل طور پر بہتر، اعلی کارکردگی کوانٹم ڈاٹ پر مبنی سمارٹ وائٹ لائٹنگ سسٹم۔ روزانہ کی ایپلی کیشنز کے لیے کوانٹم ڈاٹ پر مبنی سمارٹ وائٹ لائٹنگ کو مکمل طور پر استعمال کرنے کی طرف یہ پہلا سنگ میل ہے۔
پروفیسر گیہان امراتونگا، جنہوں نے تحقیق کی شریک قیادت کی، نے کہا, "ایک ہی روشنی میں متحرک طور پر اس کے مختلف رنگ سپیکٹرم کے ذریعے دن کی روشنی کو بہتر طور پر دوبارہ پیدا کرنے کی صلاحیت وہی ہے جس کا ہمارا مقصد تھا۔ ہم نے اسے کوانٹم ڈاٹس کا استعمال کرکے ایک نئے انداز میں حاصل کیا۔ یہ تحقیق مختلف انسانی ذمہ دار روشنی کے ماحول کے لیے راستہ کھولتی ہے۔
جرنل حوالہ:
- سماراکون، سی، چوئی، ایچ ڈبلیو، لی، ایس وغیرہ۔ کمپیوٹیشنل ڈیزائن فریم ورک کے ساتھ کوانٹم ڈاٹ لائٹ ایمیٹنگ ڈائیوڈ وائٹ لائٹنگ کے لیے آپٹو الیکٹرانک سسٹم اور ڈیوائس کا انضمام۔ نیٹ کمون 13، 4189 (2022)۔ DOI: 10.1038/s41467-022-31853-9
