Un equipo de investigadores ha desarrollado nuevos LED que emiten luz simultáneamente en dos rangos de longitud de onda diferentes, para una forma más simple y completa de monitorear la frescura de frutas y verduras. Como escribe el equipo en la revista Angewandte Chemie, la modificación de los LED con materiales de perovskita hace que emitan tanto en el rango infrarrojo cercano como en el rango visible, un avance significativo en el monitoreo de alimentos sin contacto.
Los cristales de perovskita son capaces de capturar y convertir la luz. Al ser simples de producir y altamente eficientes, las perovskitas ya se utilizan en células solares, pero también se están investigando intensamente para determinar su idoneidad en otras tecnologías. Angshuman Nag y su equipo del Instituto Indio de Educación e Investigación Científica (IISER) en Pune, India, ahora proponen una aplicación de perovskita en tecnología LED que podría simplificar el control de calidad de frutas y verduras frescas.
Sin convertidores de luz, los LED emitirían luz en bandas de luz bastante estrechas. Para cubrir toda la gama de luz blanca producida por el sol, los diodos de los LED « convertidos en fósforo » (pc) están recubiertos con sustancias luminiscentes. Nag y su equipo han utilizado un recubrimiento de doble emisión con el propósito de producir PC-LED que emiten luz blanca (« normal ») y también una banda fuerte en el rango del infrarrojo cercano (NIR).
Para hacer el pc-LED de doble emisión, aplicaron una doble perovskita dopada con bismuto y cromo. Una parte del componente de bismuto emite luz blanca cálida y otra parte transfiere energía al componente de cromo, lo que lo desexcita y provoca una emisión adicional en el rango NIR, descubrieron los investigadores.
NIR ya se utiliza en la industria alimentaria para examinar la frescura de frutas y verduras. Nag y el estudiante de doctorado Sajid Saikia, primer autor del artículo, explican su idea : « Los alimentos contienen agua, que absorbe la amplia emisión del infrarrojo cercano a alrededor de 1000 nm. Cuanta más agua esté presente [due to rotting], mayor es la absorción de la radiación infrarroja cercana, lo que produce un contraste más oscuro en una imagen tomada bajo radiación infrarroja cercana. Este proceso de imagen fácil y no invasivo puede estimar el contenido de agua en diferentes partes de los alimentos, evaluando su frescura ».
Usando estos PC-LED modificados para examinar manzanas o fresas, el equipo observó manchas oscuras que no eran visibles en las imágenes de la cámara estándar. La iluminación de la comida con luz blanca y NIR reveló una coloración normal que podía verse a simple vista, así como aquellas partes que comenzaban a pudrirse, pero aún no visiblemente.
Saikia y Nag prevén un dispositivo compacto para la inspección visual y NIR simultánea de alimentos, aunque los dos detectores, uno para luz visible y otro para luz NIR, podrían hacer que dicho instrumento sea costoso para aplicaciones comunes. Por otro lado, los investigadores enfatizan que los PC LED son fáciles de producir sin desperdicios químicos ni solventes y los costos a corto plazo podrían recuperarse con creces gracias a la larga vida útil y la escalabilidad de este novedoso dispositivo PC-LED de doble emisión.