Ученые повысили эффективность отдачи света в LED-светильниках на 40% благодаря светлячкам
Фото igate.com.ua
Американские ученые повысили эффективность отдачи света в LED-светильниках на 40% благодаря светлячкам.
По словам профессора Университета штата Пенсильвания Стюарта Иня, у насекомых позаимствовали особые структуры на «фонарях», передает IGate.
«Мы пытаемся повысить эффективность извлечения света из светодиода при таком же энергопотреблении, так же как светлячки, — говорит он. — За миллионы лет эволюции крошечные насекомые нашли способ максимально повысить светимость при минимальных затратах: их «фонари» покрывают особые структуры — это микроскопические плоскости, благодаря которым свет легче выходит наружу и меньше отражается по пути».
В светодиодах тоже используют подобную технологию, но световодные структуры имеют форму правильных симметричных пирамидок, в то время как структуры на «фонарях» светлячков скошены на одну сторону, объясняет Стюарт Инь.
«Мы воссоздали похожую структуру, распечатав ее на нанопринтере и обнаружили, что эффективность отдачи света возросла до 90%, — рассказывает он. — Это на 40% выше, чем у лучших современных светодиодных лампочках».
Зліва-мікроскопічний світлодіод з покриттям з симетричних «пірамідок», праворуч — світлодіод такої ж потужності з покриттям з асиметричних структур
По словам профессора Стюарта Иня, асимметричная форма увеличивает отдачу света двумя путями.
«Во-первых, асимметричные пирамиды имеют большую площадь поверхности и фотоны света больше контактируют с поверхностью, чаще вырываясь за ее пределы, — отмечает он. — Во-вторых, асимметрия усиливает переотражение, таким образом, у фотона появляется больше шансов оказаться за пределами светодиода».
Ученые также заметили, что асимметричные «пирамидки» имеют не только светлячки, но и другие виды светящихся насекомых, например, эквадорские тараканы Lucihormetica luckae.
«Сейчас средняя эффективность светодиодов составляет 50%, то есть около половины производимого света не покидает светодиодного элемента, — объясняет Стюарт Инь. — Светодиодная лампочка могла бы светить вдвое ярче при том же энергопотреблении — и мы сделали значительный шаг в этом направлении».
Результаты исследования уже опубликованы в научном журнале Optik.
Ученые уверяют, что новая технология никак не скажется на стоимости производства светодиодов. «Для создания скошенных «пирамидок» производителю достаточно изменить всего один незначительный аспект производственного процесса», — отмечает Стюарт Инь.
Ученые намерены начать переговоры с производителями лампочек после получения патента.
По оценкам экспертов, к 2024 году рынок светодиодного освещения составит $85 млрд. Светодиодные лампы более выгодные для потребителя и менее вредные для окружающей среды, поскольку потребляют в десятки раз меньше энергии, чем лампочки накаливания.
Читайте нас в Facebook і Тwitter, також підписуйтесь на канал в Telegram, щоб завжди бути в курсі важливих змін в країні і світі.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
