توفر مصابيح LED مزايا كبيرة مقارنة بأنواع الإضاءة الأخرى. كونها أكثر كفاءة ، فإنها تتطلب كهرباء أقل بكثير للعمل. إنها لا تصدر حرارة غير مرغوب فيها كما تفعل المصابيح المتوهجة في المدرسة القديمة ، وأفضلها تدوم طويلاً حتى المصابيح الفلورية.
لكن المصابيح ليست خالية من المشاكل. أسئلة لا تزال قائمة حول الروابط المشتبه بها بين المخاوف الصحية مثل التعب واضطرابات المزاج والأرق من التعرض المفرط للضوء الأزرق الذي تنتجه مصابيح LED القياسية اليوم. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تدفع الأسعار المرتفعة متسوقي المصابيح الكهربائية إلى التفكير في الخيارات الأخرى.
يقوم فريق بحثي بجامعة هيوستن بقيادة Jakoah Brgoch ، أستاذ الكيمياء المساعد في كلية العلوم الطبيعية والرياضيات والباحث الرئيسي في مركز تكساس للموصلية الفائقة ، بتطوير مصباح LED ينبعث معظم طاقته من الجزء البنفسجي الأكثر أمانًا في طيف الضوء المرئي. بدلاً من إخفاء الضوء الأزرق فقط ، يقومون بتطوير فئة فريدة من مواد الإنارة تسمى الفوسفورات التي تمتص انبعاث اللون الأحادي من LED البنفسجي وتحويل الضوء لتغطية غالبية الطيف المرئي.
"تعمل مجموعتنا على تصنيع فوسفورات تعمل، ليس باستخدام شريحة LED الزرقاء التقليدية التي تستخدمها كل مصابيح LED تقريبًا اليوم، ولكن باستخدام شريحة LED بنفسجية. وأوضح بيرجوتش أن هذا يتحرك بشكل أساسي بعيدًا عن اللون الأزرق إلى البنفسجي كمصدر أساسي ثم يحول ضوء LED البنفسجي إلى الضوء الأبيض واسع الطيف الذي نراه. "هدفنا النهائي هو أن تكون هذه اللمبة الجديدة المعتمدة على اللون البنفسجي موفرة للطاقة قدر الإمكان ورخيصة الثمن أيضًا، مما يؤدي في النهاية إلى إنشاء إضاءة جديدة التكنلوجيا قابلة للتسويق للمستهلكين."
في هذه المرحلة ، قد تنظر إلى لمبة LED القياسية للمصباح المفضل لديك وتجد أن ضوءها الأبيض جيد. لكن من الناحية الفنية ، لا يوجد في الواقع شيء اسمه ضوء أبيض نقي.
امسك المنشور حتى هذا المصباح ، وسترى ضوءه مفصولًا إلى أطوال موجية تظهر مجموعة جميلة من نطاقات الألوان التي تتراوح من البنفسجي إلى الأحمر ؛ هذا ما يسميه العلماء الطيف المرئي للضوء. (إذا لم يكن المنشور الخاص بك في متناول يديك ، فتخيل وجود قوس قزح صغير خاص بك. سيبدو متشابهًا إلى حد كبير).
يبدو ضوء المصباح الخاص بك أبيضًا لأن عينيك وعقلك يعملان معًا لدمج الإدراك البشري لتلك النطاقات اللونية المنفصلة في ضوء أبيض قد يضيء في هذه اللحظة الكلمات التي تقرأها. تؤكد الأنواع المختلفة من المصابيح على أجزاء مختلفة من الطيف المرئي للضوء.
يتلاعب المهندسون في شركات الإضاءة بالتوازن لخلق أجواء محددة. يعطي اللون الأحمر القليل من الضوء الأبيض الدافئ والناعم اللطيف في غرفة المعيشة ، بينما تعطي درجات اللون الأزرق البارد ضوءًا أبيض نقيًا بشكل أفضل لإضاءة المكتب. لكن خارج المختبر ، كان من الصعب تجنب ميل مصابيح LED نحو اللون الأزرق.
"في بعض الأحيان تتعرف عليه - فهذه هي أرخص مصابيح LED. ثم يبدو أحيانًا كضوء أبيض دافئ لطيف. وأوضح البروفيسور أنه حتى في أغلى المصابيح الكهربائية ، إذا كانت مبنية على ضوء LED أزرق ، فلا يزال هناك عنصر مهم من الضوء الأزرق يتسلل من خلاله.
في الآونة الأخيرة ، ركز العلماء على كيفية تأثير ترددات الضوء على الصحة.
قال Brgoch: "مع ظهور إضاءة LED ، بدأت الشركات في محاولة فهم كيفية تفاعل البشر مع الضوء ، والأهم من ذلك ، كيف يتفاعل الضوء مع البشر". "أثناء جلوسك في مكتبك ، تعد درجات اللون الأزرق في نورك أمرًا رائعًا لأنها تساعدك على البقاء يقظًا. لكن هذا الضوء نفسه في الليل قد يبقيك مستيقظًا. هذا هو التوازن الذي يجب عليك تحقيقه. يتعلق الأمر باتباع دورة يومية طبيعية دون انقطاع ".
تكشف دراسات النوم أن التعرض المفرط ليلاً للترددات الزرقاء يمكن أن يغير الهرمونات مثل الميلاتونين ، مما يؤدي أحيانًا إلى الأرق واضطراب دورات النوم ومشاكل أخرى. يُشتبه أيضًا في حدوث الكثير من التعرض للضوء الأزرق في تكوين الساد. ومن المثير للاهتمام ، أن سكان المناطق الحضرية الذين يعيشون وسط أضواء الشوارع القائمة على LED وإشارات المرور والعلامات التجارية المضاءة يتعرضون لمزيد من التعرض لمصابيح LED ليلاً ونهارًا أكثر من سكان الضواحي.
"هذا لا يعني أنه يجب علينا إزالة كل الضوء الأزرق من المصابيح الخاصة بك. أنت بحاجة إلى بعض الطيف الأزرق. لا يتعلق الأمر بإزالة اللون الأزرق ، إنه يتعلق بإبقائه عند مستوى معقول. قال مساعد باحث متخرج شروتي هارياني ، مؤلف الورقة "هذا ما نسعى إليه من خلال عملنا".
بالعودة إلى المختبر ، يركز Brgoch وفريقه على تحديد الفوسفور واكتشاف الأكثر جدوى ، في طاقة الكفاءة والاقتصاد ، للتقدم إلى النموذج الأولي للمصابيح. "ننظر في العثور على مواد جديدة كوسيلة للمساعدة أيضًا في تقليل تكلفة هذه الأضواء. كلما توفرت لديك المزيد من المواد ، تنخفض تكاليف ترخيص براءات الاختراع وهذا يجعل المصابيح أرخص. قال برغوش: "هذه إحدى القوى الدافعة لدينا".