OLED燈具和電視及手機顯示屏研發(fā)所面臨的一個技術難點是大量的光線集中在某一個方向，從而導致光線被困于發(fā)光二極管中。美國猶他州大學的物理學家通過構造一種新型有機分子解決了這一問題，其形狀類似于車輪粉——車輪形狀的意大利粉，以取代意大利細面條型的分子。

這項新的研究表明車輪型分子能夠在所有方向隨機發(fā)射光線，而這是更為高效的OLED所必須具備的特征。目前，部分智能手機或電視上的OLED采用的是意大利細面條型的高分子，即由重復的分子單元構成的鏈條，而這類聚合物只能發(fā)出偏光。由于聚合物是像意大利細面條一樣的長分子，當有電流通過聚合物時，電子僅在一個方向上流動，并產生光波。而由于所產生的光波僅在一個方向上振動，光線便可能被困于OLED當中，其情形與光學纖維有些類似。共軛聚合物只能產生中等水平的OLED，其中3/4的光能都無法被利用，而美國猶他州大學的研究則能夠將pi共軛聚合物因偏光而損失或“困住”的80%以上的光線釋放出來。

這種車輪粉形的分子——“pi共軛輻條輪大環(huán)”——所起的作用與偏光太陽鏡恰好相反，偏光太陽鏡能夠過濾掉從水面及其他表面所反射的眩光，僅使直射陽光進入人眼?！拔覀儤嬙炝艘环N有著完美的對稱結構的分子，其所發(fā)出的光線也具備完美的隨機性，”猶他州大學物理學家約翰·盧普頓稱，“這種車輪粉形分子——技術上稱為低聚物——是一種被包裹住的聚合物。盡管它們形狀相同，但它們不會產生偏光，因為他們是圓形的。它們能夠產生在各個方向振動的波。因此，光線不會被困住，總能夠發(fā)出來?！?BR>
每個車輪型分子的寬度僅有6納米，但對于分子來說已經是相當大的尺寸了，而人的頭發(fā)的寬度約為100,000納米。這類車輪粉形的大分子還能夠“捕捉”到其他分子，從而能夠成為有效的生物傳感器。盧普頓認為，它們還有可能被用于太陽能電池和交換器中。

目前，盧普頓正在與猶他州大學、德國波恩大學和雷根斯堡大學的物理學專業(yè)研究生共同進行此項研究。研究團隊在其最新發(fā)表于《自然化學》期刊的報告中介紹了他們如何構造了這種車輪型分子及其所進行的單分子實驗。在其中一項實驗中，他們將紫外光照射到車輪粉形分子上，以產生可見光光子。盧普頓的研究團隊認為這一研究結果將有可能提升1倍的OLED發(fā)光效率。盧普頓稱：“目前，光線損失率約為80%，我們將可能使其提升至50%-60%。”