Nieorganiczne, organiczne i bioorganiczne diody emitujące światło

Czasopismo : Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna
Tytuł artykułu : Nieorganiczne, organiczne i bioorganiczne diody emitujące światło

Autorzy :
Niechwiej, J.
Butterfly-Bio-Magnetic ul. Broniewskiego 4/210 15-748 Białystok tel.: (0-85) 732-74-40, biuro@butterfly-mag.pl,
Pasek, J.
Oddział Kliniczny Chorób Wewnętrznych, Angiologii I Medycyny Fizykalnej Katedry Chorób Wewnętrznych oraz Ośrodek Diganostyki i Terapii Laserowej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, ul. Stefana Batorego 15, 41-902 Bytom tel. (0-32) 786-16-30, jarus_tomus@o2.pl,
Ślęzak, I.
Katedra Biomedycznych Podstaw Kuhury Fizycznej, Wydział Zarządzania, Politechnika Częstochowska, al. Armii Krajowej 36b, 42-200 Częstochowa, tel. (034) 325 04 17, ajslezak@zim.pcz.pl,
Abstrakty : Nieorganiczne (LED-y) oraz organiczne małocząsteczkowe (OLED-y), polimerowe (P-OLED-y), fosforescencyjne (PHO-LED-y) i bioorganiczne (BioOLED-y) diody są punktowymi i kierunkowymi źródłami światła o różnych barwach, wykorzystującymi zjawisko luminescencji. OLED-y są stosunkowo nową i bardzo atrakcyjną klasą źródeł światła na bazie materiałów stałych. Są płaskie, cienkie i bardzo lekkie oraz emitują światło rozproszone, zapewniające oświetlenie o wysokim współczynniku oddania barwy. Dzięki swobodzie projektowania, technika oświetleniowa korzystająca z organicznych diod luminescencyj-nych oferuje wiele atrakcyjnych możliwości tworzenia nowych źródeł światła i metod oświetlania w różnych dziedzinach działalności człowieka. Niewielkie zużycie energii sprawia, że stosowanie OLED-ów umożliwia znaczne oszczędności energii przy zachowaniu możliwości generowania pożądanych barw czy szybkości przełączania źródeł światła. Z tego względu znajdują one coraz szersze zastosowanie, również w medycynie. Zarówno fizyka ciała stałego, elektronika, jak i inżynieria materiałowa często sięgają do biopolimerów. Jednym z przykładów są próby skonstruowania BioOLED-ów dzięki zastosowaniu DNA jako warstwy blokującej elektrony. Obiecujące wyniki badań laboratoryjnych są przesłanką do stwierdzenia, że BioOLED może być w niedalekiej przyszłości najwydajniejszym źródłem światła. Stwarza to potencjalne możliwości aplikacyjne, również medyczne.

Non-organic (LEDs) and organic light emitting diodes: with small organic molecules (OLEDs), polymer molecules (POLED), phosphorescent (PHOLED) and bioorganic (BioOLED) are directional and spot light sources emitting different light colors, as a result of luminescence phenomena. OLEDs are a new and very attractive class of light sources made on the basis of solid materials. Flat, thin and very light, OLEDs generate dispersed light and assure illumination with high coefficient of colors transformation. Organic luminescent diodes offer attractive methods for illumination in various areas of human activity. The low energy consumption cause that they are more and more frequently used, in medicine as well. Solid-state physics, electronics and material engineering often use bio-polymers. One of the examples is the design of BioOLEDs based on application of DNA as an electron-blocking layer. BioOLEDs may become efficient sources of light in the future. Potential applications include also biomedical field.

Słowa kluczowe : dioda świecąca, biopolimery, DNA, optyka nieliniowa, optoelektronika, LED, biopolymers, DNA, nonlinear optics, optoelectronics,
Wydawnictwo : Indygo Zahir Media
Rocznik : 2007
Numer : Vol. 13, nr 4
Strony : 286 – 292
Bibliografia : 1. A. Sieroń, J. Pasek, R. Mucha: Światło w rehabilitacji, Fizjoterapia 3 (2006), s. 20-23.
2. H.T. Whelan, R.L. Smits, E.V. Buchmann et al: Effect of NASA Light-Emitting Diode Irradiation on Wound Healing, J. Clinical Laser Medicine & Surgery 19 (2001), s. 305-314.
3. B. Ziętek: Optoelektronika, Wyd. UMK, Toruń 2004.
4. J. Shinar: Organie Light Emitting Diodes, Springer, New York 2004.
5. J. Karpiuk: Światło nowego wieku, Wiedza i Zycie 10 (2006), s. 22-28.
6. R.F. Service: Electronics: Organie LEDs Look Forward to Bright, White Future, Science 310 (2005), s. 1762-1763.
7. B.W. D'Andrade, S.R. Forrest: White Organu: Light-Emitting Devices for Solid-State Lighting, Adv. Mater. 16 (2004), s. 1585-1595.
8. A. Misra, P. Kumar, M.N. Kamalasanan, S. Chandra: White Organic LEDs and their Recent Advancements, Semiconductor Sci. Technol. 21 (2006), s. 35-47.
9. J. Li, P. Chen, Y. Duan, F. Zhao, C. Li, W. Xie, S. Liu, L. Zhang, B. Li: Highły Efficient and High Colour Rendering Index White Organic Light-Emitting Devices Using bis(2-(2-fluorphe-nyl)-I,3-benzothiozolato-N,C2') iridium (acetylacetonate) as Yellow Emitter, Semicondoctor Sci. Technol. 22 (2007), s. 798-801.
10. S.B. Primorse, R. Twyman: Gene and genome technology, Blac-kwell Publish, New York 2006.
11. J.G. Grote, D.E. Diggs, R.L. Nelson, J.S. Zetts, F.K. Hopkins, N. Ogata, J.A. Hagen, E. Heckman, P.P. Yaney, M.O. Stone, L.R. Dalton: DNA Photonics. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 426 (2005), s. 3-17.
12. J.A. Rogers, Z. Bao, K. Baldwin, A. Dodabalapur, B. Crone, V.R. Raju, V. Kuck, H. Katz, K. Amundson, J. Ewing, P. Drzaic: Paper-like Electronic Displays: Large-Area Rubber–Stamped Plastic Sheets of Electronics and Microencapsulated Elec-trophoretic Inks., Proc. Natl. Acad. Sci. 98 (2001), s. 4835-4840.
13. H.E.A. Huitema, J.B.P.H. van der Putten, G.H. Gelinck, K.E.C. Kuijk, M. Hart, E. Cantatore, P.T. Herwig, A.J.J.M. van Breemen, D.M. de Leeuw: The handling of grey levels by these large displays paves the way for electronic paper. Nature 414 (2001), s. 599.
14. J.A. Hagen, W. Li, A.J. Stecki, J.G. Grote: Enhanced Emission Efficiency in Organic Light-Emitting Diodes Using Deoxyribonucleic Acid Complex as an Electron Blocking Layer, Appl. Phys. Lett. 88 (2006), s. 1711091-1711093.
15. CD. Sheraw, L. Zhou, J.R. Huang, D.J. Gundlach, T.N. Jackson, M.G. Kane, LG. Hill, M.S. Hammond, J. Campi, B.K. Greening, J. Franci, J. West: Optic thin film transistor-driven polymer dispersed liquid crystal displays on flexible polymeric substrates, Appl. Phys. Lett. 80 (2002), s. 1088-1090.
16. J. Hagen: Enhanced Luminous Efficiency and Brightness Using DNA Electron Blocking Layers in Bio-Organic Light Emitting Diodes, Thesis, Univ. Cincinnati 2006.
17. B. Singh, N.S. Saricifti, J.G. Grote, F.K. Hopkins: Bio-Organic-Semiconductor-Field-Effect-Transistor Based on Deoxyribonucleic Acid Gate Dielectric, J. Appl. Phys. 100 (2006), s. 245141-245144
18. B.K. Crone, A. Dodabalapur, R. Sarpeskhar, A. Galperin, H.E. Katz, Z. Bao: Organic Oscillator and Adaptive Amplifiers for Chemical Vapor Sensing, J. Appl. Phys. 91 (2002), s. 10140-10146.
19. P.P. Baude, D.A. Ender, H.A. Haase, T.W. Kelley, D.V. Muy-res, S.D. Theiss: Pentacene-Based Radio-Frequency Identification circuitry, Appl. Phys. Lett. 82 (2003), s. 3964.
20. H. Klauk, M. Halik, U. Zechieschang, F. Eder, G. Schmid, C. Dehm: Pentacene Organic Transistors and Ring Oscillators on Glass and on Flexible Polymeric Substrates, Appl. Phys. Lett. 82 (2003), s. 4175-4177.
21. B.K. Crone, A. Dodabalapur, R. Sarpeskhar, R.W. Filas, Y.Y. Lin, J. O'Neill, W. Li, H.E. Katz: Design and fabrication of Organic Complementary Circuits, J. Appl. Phys. 89 (2001), s. 5125-5132.
22. S.F. Nelson, Y.Y. Lin, D.J. Gundlach, T.N. Jackson: Temperature-Independent Transport in High-Mobility Pentacene Transistors. Appl. Phys. Lett. 72 (1998), s. 1854-1856.
23. A.J. Stecki: DNA – new material for photonics?, Nature Photonics 1 (2007), s. 3-5.
24. A. Cogoli, F.K. Gründer: Gravity effects on single cells: techniques, findings and theory. Adv. Space. Biol. Med. 1 (1991), s. 183-248.
25. H.T. Whelan, J.M. Houle, N.t. Whelan, D.L. Donohoe, J. Ćwikliński, M.H. Schmidt, L. Gould, D.L. Larson, G.A. Meyer, V. Cevenini, H. Stinson: The NASA Light-Emitting Diode Medical Program – Progress in Space Flight and Terrestial Applications, In: H.S. El-Genk (ed.) Space Technology andApplicaton 2000, s. 37-43.
26. T. Karu: Molecular mechanism of the therapeutic effect of low intensity laser radiation. Laser Life Sei. 2 (1988), s. 53-74.
27. O. Vasseljen Jr, N. Hoeg, B. Kjeldstad, A. Johnsson, S.Larsen: Low level laser versus placebo in the treatment of tennis elbow, Scand. J. Rehabil. Med. 24 (1992), s. 37-42.
28. M.L Weintraub: Noninvasive laser neurolysis in carpal tunnel syndrome. Muscle Nerve. 20 (1997), s. 1029-1031.
29. M.A. Naeser, K.A. Hahn, B.E. Lieberman, K.F. Branco: Carpal tunnel syndrome pain treated with low-level laser and microamperes transcutaneous electric nerve stimulation: a controlled study. Arch. Phys. Med. Rehabil. 83 (2002), s. 978-988.
30. A. Gur, M. Karakoc, R. Cevik, K. Nas, A.J. Sarac, M. Karakoe: Efficacy of low power laser therapy and exercise on pain and function in chronic low hack pain. Lasers Surg. Med. 32 (2003), s. 233-238.
31. F. Özdemir, M. Birtane, S. Kokino: The clinical efficacy of low-power laser therapy on pain and function in cervical osteoarthritis, Clin. Rheumatol. 20 (2001), s. 181-184.
32. O. Kemmotsu, K. Sato, H. Fururnido et al: Efficacy of low reactive-level laser therapy for pain attenuation of post herpetic neuralgia. Laser Ther. 3 (1991), s. 71-76.
33. K.C. Moore, N. Hira, LJ. Broome, J.A. Cruikshank: The effect of infra-red diode laser irradiation on the duration and severity of postoperative pain: a double blind trial. Laser Ther. 4 (1992), s. 145-149.
34. F. Soriano, R. Rios: Gallium arsenide laser treatment of chronic low back pain: a prospective, randomized and double blind study. Laser Ther. 10 (1998), s. 175-180.
35. CS. Enwemeka, P.J. Pöntinen: Light Therapy Applications, Dy-natronics Corp. Press, Salt Lake City 2003.
36. E. Alexandratou, D. Yova, P. Handris, D. Kletsas, S. Loukas: Human fibroblast alterations induced by low power laser irradiation at the single cell level using confocal microscopy, Photochem. Pho-tobiol. Sei. 1 (2002), s. 547-552.
37. H.T. Whelan, J.F.Connelly, B.D. Hodgson, L. Barbeau, A.C. Post, G. Bullard, E.V. Buchmann, M. Kane, N.T. Whelan, A. Warwick, D. Margolis: NASA Light-Emitting Diodes for the Prevention of Oral Mucositis in Pediatric Bone Marrow Transplant Patients, J. Clin. Laser Med. Surg. 20 (2002), s. 319-324.
38. J. T. Eells, M.M. Henry, P. Summerfell, M.T.T. Wong-Riley, E.V. Buchmann, M. Kane, N.T. Whelan, H.T. Whelan: Therapeutic photobiomodulation for methanol-induced retinxil toxicity, PNAS 100 (2003), s. 3439-3444.
39. S. Passerella, E. Casamassima, S. Molinari, D. Pastore, E. Quagliariello, I. M. Catalano, A. Cingolani: Increase of proton electrochemical potential and A TP synthesis in rat liver mitochondria irradiated in vitro by helium-neon laser, FEBS Lett. 175 (1984), s. 95-99.
40. R. Lubart, H. Friedman, N. Grossman, N. Cohen, H. Breibart: The role of reactive oxygen species in photobiostimula-tion. Trends Photochem. Photobiol. 4 (1997), s. 277-283.
41. H. Podbielska, A. Sierori, W. Strąk: Diagnostyka i terapia foto-dynamiczna, Elsevier Urban & Partner, Wroclaw 2004.
42. H. Moseley, J.W. Allen, S. Ibbotson, A. Lesar, A. McNeill, M.A. Camacho-Lopez, LD.W. Samuel, W. Sibbett and J. Ferguson: Ambulatory PDT: A new concept in delivering photodynamic therapy, British J. Dermatol. 154 (2006), s. 747-750.
43. E. Mester, T. Spry, N. Sender, J. Tita: Effect of laser ray on wound healing, Amer. J. Surg. 122 (1971), s. 523-535.
44. C.S. Enwemeka. Attenuation and penetration of visible 632.8 nm and invisible infrared 904 nm light in soft tissue. Laser Ther. 13, 2001), s. 95-101.
45. C.S. Enwemeka: Photons, photochemistry, photobiology and photo-medicine. Laser Ther. 11 (1999), s. 163-164.
46. G.K. Reddy, L. Stehno-Bittel, C.S. Enwemeka: Laser photostimulation of collagen production in healing rabbit Achilles tendons. Lasers Surg. Med. 22 (1998), s. 281-287.
47. M.E. Sugrue, J. Carolan, E.J. Leen, T.M. Feeley, D.J. Moore, G.D. Shanik: The use of infrared laser therapy in the treatment of venous ulceration. Annals Vase. Surg. 4 (1990), s. 179-181.
48. L. Longo, S. Evangelista, G. Tinacci, A.G. Sesti: Effect of diodes-laser silver arsenide-aluminum (Gs-Al-As) 904 nm on healing of experimental wounds. Lasers Surg. Med. 7 (1987), s. 444-447.
49. A. Schindl, M. Schiudi, L. Schiudi: Successful treatment of a persistent radiation ulcer by low power laser therapy, J. Am. Acad. Dermatol. 37 (1997), s. 646-648.
50. A. Schindl, M. Schindl, L. Schindl: Phototherapy with low intensity laser irradiation for a chronic radiation ulcer in a patient with lupus erythematosus and diabetes mellitus. Br. J. Dermatol. 137 (1997), s. 840-841.
51. A. Schindl, M. Schindl, H. Schon, R. Knobler, L. Havelec, Schindl L. Low-intensity laser irradiation improves skin circulation in patients with diabetic microangiopathy. Diabetes Care. 21 (1998), s. 580-584.
52. Schindl A, Schindl M, Pernerstorfer-Schon H, Schindl L: Low-intensity laser therapy: a review, J. Invest. Dermatol. 48 (2000), s. 312-326.
53. T.J. Phillips: Chronic cutaneous ulcers: Etiology and epidemiology, J Invest. Dermatol. 102 (1994), s. 38-41.
54. J.A. Hagen, W.X. Li, H. Speath, J.G. Grote, A.J. Steckl: Molecular Beam Deposition of DNA Nanometer Films, Nano Lett. 7(2007), s. 133-137.
55. E.M. Heckman, J.A. Hagen, P.P. Yaney, J.G. Grote, F.K. Hopkins: Processing techniques for Deoxyribonucleic Acid: A biopolymer for photonics applications, Appl. Phys. Lett. 87 (2005), s. 2111151-2111153.
56. P. Gupta, P.P. Markowicz, K. Baba, J. O'Reilly, M. Samoc, P.N. Prasad, J.G. Grote: DNA-Ormocer Based Biocomposite for Fabrication of Photonic Structures, Appl. Phys. Lett., 88 (2006), s. 2131091-2131091.
57. J. Ferreira, P.F.C. Menezes, C. Kurachi, C.H. Sibata, R.R. Allison, V.S. Bagnato: Comparative study of photodegradation of three hematoporphyrin derivative: Photofriri”, Photogem”, and Photosan”. Laser Phys. Lett., 4 (2007), s. 743-748.
DOI :
Cytuj : Niechwiej, J. ,Pasek, J. ,Ślęzak, I. , Nieorganiczne, organiczne i bioorganiczne diody emitujące światło. Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna Vol. 13, nr 4/2007
facebook