Cientistas alemães enganaram a óptica clássica ao criar o menor pixel do mundo, medindo apenas 300 × 300 nm. O pixel emite luz laranja com um comprimento de onda duas vezes maior. Isso não acontece na natureza, mas os humanos já o superaram. Pixels tão pequenos ajudarão a criar displays vestíveis com telas Full HD em uma área inferior a 1 mm² — comparável a uma semente de papoula — e revolucionarão o mundo da realidade virtual e aumentada.
A descoberta foi feita por físicos da Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU). O pixel deles utiliza os mesmos materiais dos diodos orgânicos emissores de luz (OLEDs). O brilho desse minúsculo pixel se iguala ao dos pixels de 5 × 5 μm produzidos em massa, apesar da diferença de tamanho ser cem vezes maior.
O desenvolvimento se baseia na criação de uma antena óptica feita de ouro, que serve simultaneamente como eletrodo condutor e amplifica a emissão de luz. Os resultados, publicados na revista Science Advances, abrem caminho para telas ultracompactas para dispositivos vestíveis — por exemplo, aquelas embutidas em armações de óculos ou até mesmo lentes de contato.
Um grande desafio na redução do tamanho do pixel era a irregularidade resultante na corrente fornecida à área emissora de luz do pixel. O simples dimensionamento do eletrodo da antena teria resultado em um formato retangular. Sob tal geometria, correntes mais fortes fluiriam dos cantos da antena, onde a concentração do campo eletromagnético seria maior. Isso teria causado iluminação irregular do pixel e o teria destruído rapidamente, principalmente devido aTransferência eletroquímica de átomos de ouro, que rapidamente se transformariam em fios e causariam um curto-circuito na estrutura.
Para garantir um fluxo de corrente uniforme para a antena de ouro, os cientistas revestiram o eletrodo com um material isolante e deixaram um círculo de 200 nm de diâmetro livre no centro. Acima desse círculo, há várias camadas de material orgânico. É aqui que ocorre o brilho: os elétrons na pilha se recombinam com lacunas, produzindo fótons. Outro eletrodo está localizado na parte superior, garantindo o fluxo de elétrons para a antena de ouro através da pilha de pixels.
Os nanopixels resultantes demonstraram operação estável por duas semanas em condições normais, com uma eficiência de brilho de aproximadamente 1% para luz laranja. O brilho é alcançado por meio da dupla função da antena como eletrodo e amplificador de luz. Assim como os OLEDs convencionais, a tecnologia proporciona pretos profundos na ausência de corrente, cores ricas e eficiência energética. Esses pixels possibilitam a criação de displays com resolução Full HD (1920 × 1080 pixels) em uma área de apenas 1 mm² — ideal para integração em óculos de realidade aumentada/realidade virtual (RA/RV) sem componentes salientes.
No futuro, os cientistas prometem expandir a gama de cores para RGB e melhorar a eficiência da luminescência. Se isso acontecer, essas soluções revolucionarão a tecnologia vestível, tornando displays e projetores compactos e discretos.