Светодиодные лампы обладают значительными преимуществами перед другими типами освещения. Будучи более эффективными, они требуют гораздо меньше электроэнергии для работы. Они не излучают нежелательное тепло, как старые лампы накаливания, а лучшие из них долго служат даже люминесцентным лампам.
Но светодиоды не без проблем. Возникают вопросы о предполагаемых связях между проблемами со здоровьем, такими как усталость, расстройства настроения и бессонница из-за чрезмерного воздействия синего света, производимого современными стандартными светодиодными лампами. Кроме того, более высокие цены могут побудить покупателей лампочек взвесить другие варианты.
Исследовательская группа Хьюстонского университета под руководством Джакоа Бргоха, доцента химии Колледжа естественных наук и математики и главного исследователя Техасского центра сверхпроводимости, разрабатывает светодиодную лампу, которая излучает большую часть своей энергии из более безопасного фиолетового сегмента света. видимый световой спектр. Вместо того, чтобы просто маскировать синий свет, они разрабатывают уникальный класс люминесцентных материалов, называемых люминофорами, которые поглощают одноцветное излучение фиолетового светодиода и преобразуют свет, чтобы покрыть большую часть видимого спектра.
«Наша группа создает люминофоры, которые работают не с обычным синим светодиодным чипом, который сегодня используется почти в каждой светодиодной лампе, а с фиолетовым светодиодным чипом. По сути, это переход от синего к фиолетовому в качестве основного источника, а затем преобразует фиолетовый светодиодный свет в белый свет широкого спектра, который мы видим», — объяснил Бргох. «Наша конечная цель состоит в том, чтобы эта новая фиолетовая лампа была максимально энергоэффективной и дешевой, что в конечном итоге позволит создать новое освещение. technology рыночный для потребителей».
На этом этапе вы, возможно, смотрите на стандартную светодиодную лампу вашей любимой лампы и обнаруживаете, что ее белый свет вполне подойдет. Но технически говоря, чистого белого света не существует.
Поднесите призму к этой лампочке, и вы увидите, как ее свет разделен на длины волн, которые показывают красивый набор цветных полос от фиолетового до красного; это то, что ученые называют видимым спектром света. (Если ваша призма неудобна, представьте, что у вас есть собственная крошечная радуга. Она будет выглядеть примерно так же.)
Свет вашей лампы выглядит белым, потому что ваши глаза и мозг работают вместе, чтобы смешать человеческое восприятие этих отдельных цветовых полос с белым светом, который в этот момент может освещать слова, которые вы читаете. Различные типы лампочек подчеркивают разные части видимого спектра света.
Инженеры светотехнических компаний манипулируют балансом, чтобы создать особую атмосферу. Немного больше красного дает теплый мягкий белый свет, который хорош в гостиной, в то время как холодные синие тона излучают четкий белый свет лучше для офисного освещения. Но за пределами лаборатории трудно избежать тенденции светодиодов к синему цвету.
«Иногда узнаешь - это самые дешевые светодиодные лампы. Иногда это выглядит как приятный теплый белый свет. Но даже в самых дорогих лампочках, если они основаны на синем светодиодах, по-прежнему присутствует значительная составляющая синего света », - пояснил профессор.
В последнее время ученые сосредоточились на том, как световые частоты влияют на здоровье.
«С появлением светодиодного освещения компании начали пытаться понять, как люди взаимодействуют со светом и, что более важно, как свет взаимодействует с людьми», - сказал Бргох. «Когда вы сидите в своем офисе, синие оттенки вашего света - отличная вещь, потому что они помогают вам оставаться начеку. Но тот же свет ночью может не дать вам заснуть. Это баланс, который вам нужно найти. Речь идет о следовании естественному циркадному циклу без сбоев ».
Исследования сна показывают, что чрезмерное воздействие синего цвета в ночное время может изменять гормоны, такие как мелатонин, что иногда приводит к бессоннице, нарушению циклов сна и другим проблемам. Также подозревают, что причиной образования катаракты является слишком сильное воздействие синего света. Интересно, что городские жители, живущие среди светодиодных уличных фонарей, светофоров и освещенных коммерческих вывесок, подвергаются большему воздействию светодиодов днем и ночью, чем жители пригородов.
«Это не значит, что мы должны просто убрать весь синий свет с ваших лампочек. Вам нужна часть синего спектра. Дело не в устранении синего, а в поддержании его на разумном уровне. Это то, к чему мы стремимся в нашей работе », - сказал старший научный сотрудник Шрути Харияни, автор статьи.
Вернувшись в лабораторию, Бргох и его команда сосредоточены на идентификации люминофоров и поиске наиболее подходящих вариантов в энергетика эффективность и экономичность, чтобы перейти к прототипам ламп. «Мы ищем новые материалы, чтобы снизить стоимость этих светильников. Когда у вас появляется больше материалов, затраты на лицензирование патентов снижаются, и это делает лампы дешевле. Так что это одна из наших движущих сил », - сказал Бргох.