Yhdysvaltain Kalifornian yliopiston johtama kansainvälinen tutkijaryhmä on löytänyt uuden loisteaineen, jota voi käyttää valkoisissa ledivaloissa.

Uusi valomateriaali löytyi tietokoneen laskennallisia työkaluja sekä tiedonlouhintaa hyödyntämällä. Tutkijat rakensivat havaintojensa pohjalta valkoisen led-lampun prototyyppejä löytämäänsä loisteainetta käyttäen. Prototyyppien värilaatu sekä tarkkuus oli parempi kuin useimpien markkinoilla olevien led-lamppujen. Uuden materiaalin valmistaminen on edullista ja helppoa.

Löydös julkistettiin Joule -tiedejulkaisussa maanantaina. Tutkimuksesta uutisoi EurekAlert-sivusto.

Valoa säteilevät loisteaineet eli kiteiset jauheet imevät itseensä energiaa sinisistä tai ultraviolettivalon violettia väriä läheisesti jäljentelevistä valolähteistä ja säteilevät valkoista valoa värillisten energialähteiden sekoituksen vaikutuksesta.

Monissa kaupallisesti valmistetuissa valkeissa led-lampuissa käytetyissä loisteaineissa on merkittäviä haittapuolia. Niitä valmistetaan harvinaisista maametalleista, mistä johtuen ne ovat hintavia sekä valmistusprosesseiltaan hankalanlaisia. Valojen värien laadussakaan ei ole välttämättä kehumista.

Nyt löydettyä loisteainetta, SLAO:ta, voidaan valmistaa suurimmilta osin maapallolla runsaissa määrin esiintyvistä aineista (strontium, litium, alumiini sekä happi, engl. oxygen) teollisin valmistuskeinoin.

Tietokoneellisen tutkimustyön valmistuttua tutkijat kehittelivät löydetylle loisteaineelle reseptin laboratorio-olosuhteissa. Teollisiin valmistustapoihin istuvan reseptin laatimisen lisäksi tutkijat huomasivat, että aiemmin tietokoneen laskentateholla määritellyt loisteaineen eri fyysiset ominaisuudet pitivät paikkansa.

Tutkijaryhmä rakensi uudella loisteaineella palavia prototyyppilamppuja ja mittasi niiden värilaatua. CRI-värintoistoindeksin puitteissa havaittiin, että prototyypit päihittivät monet markkinoilla olevat led-lamput jopa kymmenellä pisteellä asteikolla nollasta sataan.

Uuden aineen supertietokoneilla tehostettuun löytöretkeen upposi vain kolme kuukautta. Kyseinen aikaikkuna on lyhyt verrattuna siihen, että usein uuden aineen löytymisprosessiin kuluu useita vuosia ennen löydöksen olemassaolon ja aitouden varmistamista monien kokeiden saattelemana.

Etsintäprojektissa käytettyjen supertietokoneiden mahdollistamien nopeiden laskennallisen maksimitehon laskutoimitusten sekä koneoppimisen avulla täysin uusia materiaalikandidaatteja syntyy suhteellisen nopeasti.

Tutkimuksen aluksi tieteilijät koostivat listan tunnetuissa loisteaineissa useimmiten esiintyvistä ainesosista. Heidän yllätyksekseen kävi ilmi, että myöhemmin SLAO:ksi nimetyn materiaalin loisteaineissa yleisesti käytetyt ainekset eivät kohdanneet minkään tunnetun materiaalin kohdalla.

Käyttämällä supertietokoneiden datalouhinta-algoritmia laskutoimituksissa tutkijat saivat käsiinsä 918 uutta materiaalikandidaattia strontium-litium-alumiini-happi-seoksella.

Tutkijaryhmä valitsi kandidaattikirjon joukosta voittajaksi SLAO:n sillä perusteella, että heidän laskelmiensa mukaan se oli tarpeeksi vakaa loisteainemateriaali ja ominaisuuksiltaan joukon kärkikastia.