Glühwürmchen helfen bei LED-Leistungssteigerung

Die Erforschung von Glühwürmchen hat Wissenschaftlern geholfen, die Lichtausbeute bei LEDs stark zu erhöhen. Rund 50 Prozent mehr Leuchtkraft sind möglich, ohne mehr Energie zuführen zu müssen. Bei den Glühwürmchen wird das Leuchten in der Oberhaut des Exoskeletts erzeugt. Die Licht emittierenden Stoffe befinden sich dabei unter einer weitgehend transparenten Schicht, die bereits das meiste Licht nach Außen lässt. Allerdings wird ein Teil auch reflektiert und wieder nach Innen abgestrahlt.

Vor diesem Problem stehen auch die Hersteller von LEDs. Hier sind die leuchtenden Elemente auch in ein zwar transparentes Material eingefasst, das allerdings einen signifikanten Teil des Lichtes nicht nach Außen dringen lässt. Eine Lösung für dieses Problem fanden Forscher nun bei einer genauen Untersuchung von Glühwürmchen der Gattung Photuris, die in Nordamerika vorkommen, berichtete The Optical Society. Von diesen wusste man schon, dass die die Lichtausbeute besonders effektiv gestalten.

Das Geheimnis dessen liegt in der Struktur der Außenhaut, die die leuchtenden Chemikalien in den Panzer einbettet. Diese ist nicht glatt, sondern setzt sich aus zahlreichen kleinen, gezackten Schuppen zusammen. An der kanadischen University of Sherbrooke nahm man sich nun eine normale Gallium-Nitride-LED und versuchte, deren Oberfläche möglichst genauso wie die Außenhaut eines Photuris-Glühwürmchens zu strukturieren. Oberfläche des Photuris-Panzers Die Forscher nutzten dafür einen Laser, mit dem sie sehr feine Strukturen in das Abdeckmaterial brennen konnten. Im Ergebnis gelang es ihnen, die Lichtausbeute der LED ohne andere Veränderungen um immerhin 55 Prozent zu steigern.

"Der wichtigste Aspekt dieser Arbeit ist, dass wir offensichtlich immer noch eine Menge lernen können, wenn wir die Natur aufmerksam beobachten", erklärte Annick Bay von der Universität im belgischen Namur, wo man sich ebenfalls an dem Projekt beteiligte.