Wohnzimmerlampe, Handydisplay oder LCD-Fernseher – fast alle Licht emittierenden Geräte basieren heute auf LED-Technologie. Da das Licht aus den Leuchtdioden eigentlich blau ist, werden muss die Wellenlänge des Leuchtmittels optisch in andere Farbspektren umgewandelt werden. Für den Verbraucher macht sich das dann als „warmes“ Licht oder über das bunte Bild im Fernseher bemerkbar. Dafür werden bisher vor allem Farbfilter aus Metallen der Gruppe der „Seltenenen Erden“ eingesetzt, welche sich nur sehr schwer wiederverwenden lassen und außerdem aufgrund ihrer Seltenheit extrem teuer sind. Eine Forschergruppe der Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) arbeitet an einer Methode, diese anorganischen Farbfilter durch fluoreszierende Proteinschichten zu ersetzen.
Auf dem Weg zum Bio-Display
Die Forschergruppe rund um Dr. Rubén Costa arbeitet schon länger an einer Möglichkeit, anorganische Stoffe in LED-Leuchten durch fluoreszierende Proteine zu ersetzen. Das größte Problem stellte dabei dar, dass die Proteine außerhalb ihrer wässrigen Pufferlösung schnell denaturierten und somit instabil wurden. Dieses Problem haben die Forscher jetzt gelöst, indem sie aus einer hoch konzentrierten Proteinlösung und Polymeren ein Gel zusammenrührten. Durch Vakuumtrocknung verwandelt sich das Gel in ein gummiartiges Material, welches sich ohne Weiteres für die Beschichtung von LEDs eignet und die Proteine vor äußeren Einflüssen schützt.
„Die fluoreszierenden Proteine (…) sind umweltfreundlich und kostengünstig in der Herstellung. Zudem lässt sich durch die Proteine leicht die Farbeinstellung – ob farbig oder weiß – steuern.“, erklärt Dr. Rubén Costa. „Das ist für zukünftige Generationen von LEDs wegweisend.“
Doch die Proteine eignen sich nicht nur zum Einsatz in einfachen LED-Lampen. Wie die Forscher des FAUs erfolgreich testeten, kann das innovative Protein-Polymer-Gemisch mittels 3D-Druck in die für Displays nötige Mikrostruktur überführt werden. Das ist notwendig, da bei Displays jede LED-Leuchte eine andere Farbe ausspielen können muss, damit das bunte, wechselnde Bild abgebildet werden kann. Da die Proteinschicht sehr weich ist, stellen hier auch flexible Geräte keine Herausforderung dar.
Die Protein-LEDs, als organischen LED auch „OLED“ genannt, könnten also schon bald eine kostengünstige und biologische Alternative zu den auf Seltenen Erden basierenden Farbfiltern darstellen. Bleibt zu hoffen, dass sie den Sprung aus dem Labor auf den Massenmarkt schaffen.
