Un equipo de investigadores del Centro de Investigación de Materiales Extremos del Instituto Coreano de Ciencia y Tecnología (KIST), liderado por el Dr. Ho Seong Jang, ha desarrollado una innovadora tecnología de nanopartículas de upconversion que promete revolucionar la calidad de las pantallas en dispositivos electrónicos. Este avance se basa en una estructura de nanostructura de núcleo@multi-cáscara, que permite la emisión de luz RGB de alta pureza desde una única nanopartícula mediante el ajuste de la longitud de onda infrarroja.
El trabajo ha sido publicado en la prestigiosa revista Advanced Functional Materials. Los materiales luminiscentes, que son capaces de emitir luz por sí mismos, son ampliamente utilizados en dispositivos de visualización como televisores, tabletas y monitores. Sin embargo, las pantallas planas convencionales limitan la percepción de la dimensionalidad del mundo real, lo que restringe la sensación de profundidad en las imágenes.
Nueva tecnología para pantallas en 3D
A pesar del éxito de películas como «Avatar», que se destacó por sus imágenes en 3D, la necesidad de usar gafas especiales para disfrutar de esta experiencia ha llevado al desarrollo de pantallas 3D sin gafas. No obstante, estas tecnologías a menudo provocan fatiga ocular, lo que subraya la necesidad de investigar alternativas más avanzadas. La nueva tecnología de visualización volumétrica 3D busca implementar información de imagen tridimensional en un espacio tridimensional, lo que a su vez requiere nanopartículas de upconversion que absorban luz infrarroja y emitan luz visible.
Las nanopartículas de upconversion tradicionales tienen limitaciones significativas: o bien solo emiten un color, o si pueden emitir los tres colores primarios (rojo, verde y azul), su brillo es bajo y su gama de colores es limitada. En este contexto, los investigadores de KIST han logrado controlar la composición del material del núcleo y la cáscara para inducir la luminescencia RGB desde una única nanopartícula. Esto se logra aplicando tres longitudes de onda diferentes de luz infrarroja, lo que permite la emisión de luz roja, verde y azul en función de la longitud de onda de excitación utilizada.
La innovadora estructura diseñada por los investigadores presenta un núcleo que emite luz verde, una cáscara interna que emite luz roja y una cáscara externa que emite luz azul. Este enfoque ha permitido alcanzar una alta pureza de color y una intensa luminescencia en una única nanopartícula. Como resultado, las nanopartículas desarrolladas son capaces de generar una amplia variedad de colores al aplicar múltiples longitudes de onda de luz infrarroja simultáneamente, logrando una gama de colores que cubre el 94,2% del espacio de color NTSC y el 133% del espacio de color sRGB.
Además, los investigadores han demostrado la posibilidad de crear pantallas volumétricas 3D utilizando nanopartículas de upconversion al fabricar compuestos poliméricos transparentes que exhiben diversas imágenes de color. Según el Dr. Jang, “las nanopartículas de upconversion que pueden absorber luz infrarroja y producir luminescencia de alta reproducción de colores permitirán la comercialización de pantallas volumétricas 3D que posibiliten la visualización de imágenes verdaderamente tridimensionales. Estas nanopartículas pueden ser utilizadas no solo en el campo de las pantallas, sino también como material de seguridad para prevenir falsificaciones y manipulaciones”.
Más información: Seungyong Shin et al., Multicolor Fine‐Tunable Upconversion Luminescence from a Single Nanoparticle for Full‐Color Displays with a Wide Color Gamut, Advanced Functional Materials (2025). DOI: 10.1002/adfm.202415687
