Tiêu tốn đến hàng thập kỷ nghiên cứu cùng sự giúp đỡ của hai nhà khoa học đoạt giải Nobel, nhưng nhà sản xuất bơm công nghiệp Nikkiso cuối cùng cũng đã sẵn sàng cho sản xuất hàng loạt loại đèn LED cực tím sâu (deep ultraviolet).
Những đèn LED UV này có khả năng phát ra ánh sáng có bước sóng còn thấp hơn cả đèn LED xanh dương (blue LED) và chúng có rất nhiều ứng dụng tiềm năng. Nhà sản xuất Nikkiso đã hình dung những ứng dụng của chúng trong ba lĩnh vực lớn.
Đầu tiên là về lĩnh vực môi trường. Trong lĩnh vực này, khả năng khử trùng của tia UV có thể sử dụng để làm sạch nguồn nước và xử lý nước thải. Hiện tại công việc này được thực hiện bằng đèn thủy ngân, thế nhưng loại đèn LED mới này có khá nhiều ưu điểm vượt trội như: Chúng nhỏ hơn và hoạt động ở hiệu điện thế thấp hơn, chỉ từ 5-7 volts. Đèn LED cũng có độ bền tốt hơn, với khả năng hoạt động đến 10,000 giờ, so với khoảng 3,000 đến 5,000 giờ của đèn thủy ngân. Và cuối cùng cũng là quan trọng nhất đó là chúng không sử dụng… thủy ngân (đây là một chất độc- trong trường hợp bạn chưa biết).
Lĩnh vực thứ hai là trong y tế. Trong lĩnh vực này Nikkiso có thể đóng vai trò trong nhiều ứng dụng bên cạnh việc khử trùng cho các thiết bị y tế. Một ví dụ đó là trong ngành da liễu, tại đây các tia UV với bước sóng khác nhau có thể được sử dụng, hình thành một loại liệu pháp ánh sáng (light therapy) để trị các chứng bệnh rối loạn về da. Một ví dụ khác đó là sử dụng để đo độ tinh khiết và mật độ proteins và DNA bằng cách kết hợp LED và cảm biến ánh sáng. Hiện tại Nikkiso đã kết hợp đèn LED này vào loại máy chạy thận (lọc máu) của hãng như một phương thức để khử các chất thải trong máu.
Ứng dụng công nghiệp chính là lĩnh vực tiềm năng thứ ba. Sử dụng cùng với nhựa rắn hóa bằng UV để tiến hành quá trình liên kết hoặc mạ sản phẩm, đèn LED có thể nâng cao hiệu suất của toàn dây chuyền. Lý do là bởi chúng đạt trạng thái ổn định nhanh hơn là đèn thủy ngân, vốn cần nhiều thời gian để khởi động.
Tất nhiên, mặc dù công ty có đề xuất ứng dụng trong các lĩnh vực trên thì cũng không thể nào bỏ qua việc áp dụng đèn LED mới này vào các sản phẩm của chính họ. Cùng với công nghệ bơm sẵn có, Nikkiso đã phát triển một module có thể dễ dàng gắn vào các máy thực phẩm để khử trùng nước ngay tại chỗ.
Con đường gian nan
Ngay từ những bước đầu tiên – khi Nikkiso bắt đầu phát triển đèn LED cực tím sâu vào năm 2006- việc tạo ra các tinh thể đồng chất để sản xuất hàng loạt với chất lượng cao đã gặp nhiều khó khăn.
Công ty đã tìm đến ông Isamu Akasaki của trường đại học Meijo và Hiroshi Amano của đại học Nagoya (hai người đã cùng chia sẻ giải Nobel vật lý 2014 cùng Shuji Nakamura của đại học California, Santa Barbara). Ông Shigeo Maruo, người đứng đầu bộ phận nghiên cứu R&D Nikkiso Giken của công ty hồi tưởng lại: “Chúng tôi đã kiên trì theo đuổi nghiên cứu đó giống như họ, những nhà tiên phong.”
Năm 2012, với chỉ dẫn từ hai nhà Nobel “tương lai”, Maruo và các đồng sự tại Nikkiso đã hoàn chỉnh công nghệ sản xuất hàng loại và bắt đầu bán các mẫu thử đèn LED UV của họ.
Nikkiso cũng đã xây dựng một xưởng sản xuất trị giá 18,5 triệu USD vào tháng 6 năm vừa qua tại tỉnh Ishikawa và đến nay đã bắt đầu đi vào hoạt động thử. Việc mở hết công suất sản xuất hàng loạt đèn LED dự kiến sẽ được thực hiện vào tháng 4 năm nay. Ông Maruo cho biết: “Chúng tôi tự tin về hiệu năng của các đèn LED này. Bước tiếp theo sẽ là làm sao để nắm bắt nhu cầu của khách hàng”.
Với các đối thủ như là Asahi Kasei cũng đang phát triển đèn LED UV, thị trường mới định hình này xem chừng sẽ trở nên náo nhiệt trong những năm tới đây. Đối với Nikkiso, điều này đồng nghĩa với việc công ty cần phải tiếp tục nâng cao hiệu năng và khám phá lĩnh vực ứng dụng cho đèn LED UV của mình. “Để dẫn đầu thị trường,” ông Maruo cho biết “bạn sẽ luôn cần phải nghĩ về các bước tiếp theo”.
Biên dịch: Trungmaster, theo asia-nikkei
