LED-lampen bieden aanzienlijke voordelen ten opzichte van andere soorten verlichting. Omdat ze efficiënter zijn, hebben ze veel minder elektriciteit nodig om te werken. Ze geven geen ongewenste warmte af zoals ouderwetse gloeilampen, en de beste gaan lang mee, zelfs fluorescentielampen.
Maar LED's zijn niet probleemloos. Er blijven vragen hangen over vermoedelijke verbanden tussen gezondheidsproblemen zoals vermoeidheid, stemmingsstoornissen en slapeloosheid door overmatige blootstelling aan het blauw getinte licht dat wordt geproduceerd door de huidige standaard LED-lampen. Bovendien kunnen hogere prijzen het winkelend publiek van gloeilampen ertoe aanzetten om andere opties af te wegen.
Een onderzoeksteam van de Universiteit van Houston onder leiding van Jakoah Brgoch, universitair hoofddocent scheikunde aan het College of Natural Sciences and Mathematics en hoofdonderzoeker in het Texas Center for Superconductivity, ontwikkelt een led-lamp die het grootste deel van zijn energie afgeeft uit het veiliger violette segment van het zichtbare lichtspectrum. In plaats van alleen het blauwe licht te maskeren, ontwikkelen ze een unieke klasse van luminescente materialen, fosforen genaamd, die de eenkleurige emissie van een violette LED absorberen en het licht omzetten om het grootste deel van het zichtbare spectrum te bestrijken.
“Onze groep maakt fosforen die niet werken met de conventionele blauwe LED-chip die bijna elke LED-lamp tegenwoordig gebruikt, maar met een violette LED-chip. Dit verplaatst zich feitelijk van blauw naar violet als basisbron en zet vervolgens het violette LED-licht om in het breedspectrum witte licht dat we zien”, legt Brgoch uit. “Ons uiteindelijke doel is dat deze nieuwe op violet gebaseerde lamp zo energiezuinig mogelijk en ook goedkoop is, waardoor uiteindelijk nieuwe verlichting mogelijk wordt technologie verkoopbaar voor de consument.”
Op dit moment kijkt u misschien naar de standaard LED-lamp van uw favoriete lamp en vindt u dat het witte licht prima is. Maar technisch gesproken bestaat er eigenlijk niet zoiets als puur wit licht.
Houd een prisma tegen die lamp en je zult zien dat het licht wordt gescheiden in golflengten die een prachtige reeks kleurbanden vertonen, variërend van violet tot rood; dit is wat wetenschappers het zichtbare spectrum van licht noemen. (Als je prisma niet handig is, stel je dan voor dat je je eigen kleine regenboog hebt. Het zou er ongeveer hetzelfde uitzien.)
Uw lamplicht ziet er wit uit omdat uw ogen en hersenen samenwerken om de menselijke waarneming van die afzonderlijke kleurbanden te laten versmelten tot een wit licht dat op dit moment de woorden die u leest, kan verlichten. Verschillende soorten gloeilampen benadrukken verschillende delen van het zichtbare spectrum van licht.
Ingenieurs bij verlichtingsbedrijven manipuleren de balans om een bepaalde sfeer te creëren. Iets meer rood geeft een warm, zacht wit licht dat mooi is in een woonkamer, terwijl koele blauwe tinten helder wit licht geven dat beter is voor kantoorverlichting. Maar buiten het laboratorium was de neiging van de LED's naar blauw moeilijk te vermijden.
“Soms herken je het – dat zijn de goedkoopste ledlampen. En dan lijkt het soms wel een mooi warm wit licht. Maar zelfs in de duurste gloeilampen, als deze gebaseerd is op een blauwe LED, sluipt er nog steeds een aanzienlijk deel van het blauwe licht doorheen”, legt de professor uit.
De laatste tijd hebben wetenschappers zich gericht op hoe lichtfrequenties de gezondheid beïnvloeden.
"Met de komst van LED-verlichting zijn bedrijven begonnen te proberen te begrijpen hoe mensen omgaan met licht en, nog belangrijker, hoe licht in wisselwerking staat met mensen," zei Brgoch. “Als je op kantoor zit, zijn de blauwe tinten in je licht geweldig omdat ze je helpen alert te blijven. Maar datzelfde licht 's nachts houdt je misschien wakker. Dit is de balans die je moet zoeken. Het gaat over het volgen van een natuurlijke circadiane cyclus zonder verstoring.”
Uit slaaponderzoek blijkt dat overmatige blootstelling 's nachts aan blauwe frequenties hormonen zoals melatonine kan veranderen, wat soms kan leiden tot slapeloosheid, verstoorde slaapcycli en andere problemen. Te veel blootstelling aan blauw licht wordt ook vermoed bij de vorming van cataract. Interessant is dat stadsbewoners die te midden van op LED gebaseerde straatverlichting, verkeerslichten en verlichte commerciële borden leven, worden blootgesteld aan meer dag- en nacht-LED-blootstelling dan voorsteden.
“Dat wil niet zeggen dat we al het blauwe licht uit je gloeilampen moeten halen. Je hebt wat van het blauwe spectrum nodig. Het gaat er niet om het blauw te elimineren, het gaat erom het op een redelijk niveau te houden. Dat is waar we naar op zoek zijn met ons werk', zegt onderzoeksassistent Shruti Hariyani, auteur van het artikel.
Terug in het lab zijn Brgoch en zijn team gefocust op het identificeren van fosforen en het ontdekken welke het meest haalbaar zijn, in energie-niveau efficiëntie en zuinigheid, om door te gaan naar prototypelampen. “We kijken naar het vinden van nieuwe materialen als een manier om ook de kosten van deze lampen te verlagen. Wanneer je meer materialen beschikbaar hebt, gaan de patentlicentiekosten omlaag en dat maakt de lampen goedkoper. Dus dat is een van onze drijvende krachten, ”zei Brgoch.