“Wat ik deed, was eigenlijk gekkenwerk.” Maar als onderzoeker moet je soms eigenwijs zijn en een gokje wagen, vindt Shuji Nakamura. Zelf is hij daar in ieder geval niet slechter van geworden. De elektrotechnicus was de afgelopen week in Helsinki om de Millennium Technology Prize in ontvangst te nemen. Hij kreeg een miljoen euro voor de uitvinding van de blauwe, de groene, de ultraviolette en de witte LED (light-emitting diode) en de blauwe laser, technische doorbraken die nog maar net begonnen zijn met het veranderen van de wereld. Dankzij deze vindingen kan het energieverbruik voor verlichting drastisch dalen, rekende Nakamura op een persconferentie voor. Dat witte LED’s op termijn de gloeilampen, TL-buizen en spaarlampen zullen verdringen lijkt een kwestie van tijd, want tegen hun efficiëntie van 25 tot 50 procent kunnen de oude lichtbronnen niet op. Theoretisch kunnen LED’s zelfs 90 procent van de energie omzetten in licht. Bovendien hebben ze een veel langere levensduur dan andere lampen. Vooral voor ontwikkelingslanden kan dit een enorme sprong voorwaarts betekenen, vertelde Nakamura. Daar gebruiken de mensen nu vaak kerosine als lichtbron, met een efficiëncy die meer dan duizend keer lager ligt. De aanschaf van de bestaande generatie LED’s hebben ze al in zes maanden terugverdiend. Ook in auto’s, op gebouwen en in beamers zijn de nieuwe lichtbronnen bezig de oude lampen te verdringen. Maar verlichting is niet de enige toepassing van Nakamura’s vindingen. Blauwe en rode LED’s kunnen precies die golflengte uitstralen die groene planten absorberen, en daarmee efficiënte landbouw onder de grond of in de ruimte mogelijk maken. Soldaten in Afghanistan en Irak gebruiken al ultraviolette LED’s om water te steriliseren, omdat UV-licht alle bacteriën doodt. Inbouw van deze LED’s in koelkasten verlengt de houdbaarheid van groenten en fruit met een week. En de blauwe laser zorgt dat dvd’s vijf maal meer informatie kunnen bevatten. De eerste modellen van deze HD-DVD recorders zijn nu op de markt. Hoe is het allemaal zover gekomen? Nakamura studeerde in 1979 af als elektrotechnisch ingenieur en ging werken op de onderzoeksafdeling van het chemische bedrijf Nichia, een afdeling die toen drie man sterk was. Na drie jaar hard werken slaagde hij erin om galliumfosfide-kristallen te maken, nodig voor het maken van LED’s die rood of infrarood licht uitzenden. Maar andere, grotere bedrijven waren er net eerder mee en hadden de markt al in handen. De volgende drie jaar werkte hij aan galliumarsenide, ook een kristal waarmee rode en infrarode lichtbronnen gemaakt kunnen worden. De geschiedenis herhaalde zich: Nakamura slaagde, maar net te laat. Zijn werk leverde het bedrijf dus weer niets op. En dat was nog niet de laatste keer, want de drie jaar erop werkte hij aan hij een methode om rode en infrarode LED’s te produceren. Opnieuw hadden grotere bedrijven gelijktijdig dezelfde techniek ontwikkeld en weer gingen ze er met de buit vandoor. Tegen die tijd was hij de enige onderzoeker die het bedrijf nog in dienst had. Hij besloot deze keer niet hetzelfde te doen als zijn concurrenten. Nakamura: “Iedereen wilde een blauwe LED maken, en er waren twee materialen waarmee dat mogelijk leek. Zinkselenide, dat kristallen met weinig onregelmatigheden vormt, en galliumarsenide, dat altijd vol defecten zit. Vanwege die defecten leek het onmogelijk om succes te hebben met galliumarsenide, dus daar werkte wereldwijd maar een handvol onderzoekers aan, terwijl er wel honderdduizend aan het experimenteren waren met zinkselenide.” Nakamura paste een veelgebruikt apparaat om kristallen te maken aan, en dat bleek een gouden greep. In de jaren negentig kon zijn bedrijf Nichia de wereld verrassen met verschillende kleuren LED’s, allemaal gebaseerd op galliumarsenide. Nog steeds met defecten in de kristallen, maar toch gaven ze prima licht. “Hoe dat kon, weet niemand”, aldus Nakamura. Bij doorvragen bleek dat hij het wel weet, maar het te ingewikkeld vond om uit te leggen aan een zaal vol journalisten. De miljoenen begonnen eind jaren negentig binnen te stromen bij Nichia, maar een salarisverhoging voor Nakamura kon er niet af. In 2000 verhuisde hij naar Californië om daar hoogleraar te worden. Hij klaagde vervolgens zijn oude werkgever aan om de vele patenten op te eisen die zijn onderzoek had opgeleverd. Dat lukte niet, maar aanvankelijk kreeg hij wel een vergoeding van ongeveer 150 miljoen euro toegewezen. Begin vorig jaar trof hij een schikking voor ruim zes miljoen euro. Nakamura was dus al miljonair toen hij de Millenniumprijs kreeg. Waarom werkt hij eigenlijk nog? “Als ik mijn hersenen niet gebruik, gaan ze achteruit. En ik wil scherp blijven.” Elmar Veerman