Led trong Y học và nông nghiệp

1. LED trong y học

 Ban đầu, họ cho dãy LED có kích thước 100 x 100 mm2, dày 2,5 mm, in trực tiếp các mạch lên một bề mặt thủy tinh cứng, sau đó họ tiếp tục chuyển chúng sang một hợp chất polymer rẻ tiền (Polydimethylsiloxane nhằm tạo ra dãy LED và bộ tách sóng quang dạng lưới.

 Chất nền PDMS đủ dẻo để mạch điện hoạt động dễ dàng và liên tục ngay cả bị xoắn hoặc căng kéo đến 75%. Các nhà khoa học cho biết hầu hết nghiên cứu tập trung vào loại đèn LED hữu cơ (OLEDs) siêu nhạy với nước và ô-xy, nhưng các dãy mềm dẻo mà họ tạo ra được bao bọc bằng một lớp cao su silicon mỏng, khiến chúng không thấm nước, nhờ đó có thể hoạt động tốt khi cấy ghép hoặc ngâm trong dịch sinh học. Thiết kế cũng giúp loại trừ những hạn chế cơ học thường thấy ở các thiết bị kiểu này nhờ sự hỗ trợ của các tấm bán dẫn mỏng, cứng.

 Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm thành công loại LED nói trên bằng cách tích hợp một tấm vào ngón tay của một chiếc găng tay làm bằng nhựa vinyl trước khi nhúng nó vào nước xà phòng. Ngoài ra, các nhà nghiên cứu cũng cấy một dãy LED vào dưới da một mô hình động vật.

 Những ứng dụng hóa sinh tiềm năng của loại LED này gồm những miếng băng y tế có thể cấy ghép được nhằm theo dõi quá trình làm lành vết thương, hoặc làm nhiệm vụ kiểm soát việc cung cấp các loại thuốc nhạy sáng trong liệu pháp quang động học. Ngoài ra, chúng cũng có thể được sử dụng như một loại chỉ y tế phát sáng hoặc các tinh thể nguyên sinh phát sáng có thể cấy ghép được và một số ứng dụng khác trong ngành nghiên cứu và chế tạo robot. Chuyên gia Rogers đã thành lập một công ty ở Cambridge, bang Massachusetts, để thương mại hóa công nghệ nói trên.

2. LED bên ngoài vũ trụ

 Cơ quan Hàng không vũ trụ Mỹ (NASA) đang thử nghiệm một nhà kính nhỏ mà ở đó sẽ là nơi trồng rau trên không gian phục vụ cho các cuộc thám hiểm trong tương lai.

 Một nhóm chuyên gia tại Trung tâm Không gian Kennedy đang chăm sóc vườn cây này, với mục tiêu chuẩn bị sẵn sàng cho cuộc thử nghiệm trên Trạm không gian quốc tế (ISS).  Ánh sáng cho cây đến từ một nguồn hỗn hợp gồm các ánh sáng LED đỏ, xanh lục và xanh dương. Môi trường tăng trưởng có chứa hạt giống và phân bón được cung cấp theo giờ định sẵn. Nước cũng được bơm sẵn trong hệ thống. Vườn kính có thể được xếp lại nên khi hạt mới nhú mầm, ánh sáng rất gần rễ. Và lồng kính sẽ giãn nở theo đà tăng trưởng của cây. Hệ thống này đã được phát triển một cách ngắt quãng trong hơn một thập niên, tùy thuộc vào nguồn tài chính. Trong khoảng thời gian này, Orbital Technologies đã có thể giảm năng lượng điện tiêu thụ xuống còn khoảng 100 Watts. Hệ thống đèn LED chỉ phát ra ánh sáng có bước sóng dành riêng cho sự tăng trưởng của thực vật, như ánh sáng xanh dương cần thiết cho cấu trúc cây và định hướng trong môi trường không trọng lực, trong khi ánh sáng đỏ cho nhu cầu quang hợp. Bên cạnh rau diếp và các cây lá xanh khác, những ứng viên tiềm năng trên không gian gồm có cà chua, củ cải, tiêu xanh và những rau mùi như húng quế, bạc hà.

 Các thí nghiệm ban đầu cho thấy giá trị dinh dưỡng của những loại rau phát triển trong tình trạng không trọng lực tương đương với loại rau trồng trên mặt đất. Không chỉ phục vụ cho những chuyến du hành dài ngày trên vũ trụ, vườn rau mini này còn có thể được sử dụng trên trái đất, như trong tàu ngầm chẳng hạn.

3. LED với cây Phong Lan tại Việt Nam

 Phong trào sử dụng đèn LED trong nông nghiệp ở miền Nam khởi phát trong khoảng đầu năm 2006 nơi các trại lan xung quanh thành phố Hồ Chí Minh rồi mở rộng ra các tỉnh.

 Trong nông nghiệp, với ưu thế khai thác ở điện thế thấp và không lệ thuộc vào lưới điện, tiết kiệm tối đa năng lượng đầu vào và cho năng suất cây trồng cao, đèn LED đã trở thành thế hệ chiếu sáng nông nghiệp mới cho cả cây trồng trong nhà lẫn ngoài vườn. Nhiều trong số các nghiên cứu ứng dụng đèn LED là của các nhà khoa học Việt Nam thực hiện ở trong nước cũng như ở nước ngoài, nhằm cải thiện chất lượng nông sản cho xuất khẩu, gia tăng năng suất cây trồng, hoặc tạo hiệu suất chuyển hoá cao như đối với loài tảo lấy dầu và cà rốt siêu caroten. Thông thường các trung tâm nghiên cứu nông nghiệp sẽ chuẩn hoá thành quy trình cho từng loài cây trước khi cung cấp cho các trang trại, đặc biệt cho các chủ vườn hoa và nhà trồng dược thảo.

 Hiện nay, trong số các giống lan được chăm sóc bằng đèn LED thì Cymbidium được chú ý nhất vì cho ra nhiều sản phẩm độc đáo, từ những cánh hoa nhạt màu mờ ảo của loài Cymbidium sp đến màu nhung đỏ kiêu sa của Cymbidium carisona hay màu chanh ấn tượng của Cymbidium fifi. Các loài lan đặc hữu ở nước ta thuộc hai giống Catleya và Dendrobium cũng rất được quan tâm vì bản thân các cánh hoa đã có màu rất đẹp, kỹ thuật LED làm tôn lên vẻ đẹp đó và làm tăng khả năng hấp thụ dinh dưỡng để cây có thể được khai thác dài lâu. Trên thực tế, việc trồng phong lan dưới ánh đèn LED là một nghệ thuật khám phá, càng làm càng tích luỹ kinh nghiệm để có quy trình sản xuất ổn định, và càng tạo ra được nhiều sản phẩm độc đáo có giá trị kinh tế cao.