หลอดไฟ LED มีข้อดีมากกว่าหลอดไฟประเภทอื่น ๆ มีประสิทธิภาพมากขึ้น จึงต้องใช้ไฟฟ้าในการทำงานน้อยกว่ามาก พวกเขาไม่ให้ความร้อนที่ไม่ต้องการเช่นเดียวกับหลอดไส้แบบเก่าและที่ดีที่สุดของพวกเขามีอายุการใช้งานยาวนานแม้กระทั่งหลอดไฟฟลูออเรสเซนต์
แต่ไฟ LED ไม่ได้ไร้ปัญหา คำถามยังสะท้อนถึงความเชื่อมโยงที่น่าสงสัยระหว่างความกังวลเรื่องสุขภาพ เช่น ความเหนื่อยล้า ความผิดปกติทางอารมณ์ และการนอนไม่หลับจากการเปิดรับแสงมากเกินไปไปจนถึงแสงสีน้ำเงินที่เกิดจากหลอดไฟ LED มาตรฐานในปัจจุบัน นอกจากนี้ ราคาที่สูงขึ้นสามารถกระตุ้นให้ผู้ซื้อหลอดไฟชั่งน้ำหนักตัวเลือกอื่นๆ
ทีมวิจัยของ University of Houston นำโดย Jakoah Brgoch รองศาสตราจารย์วิชาเคมีใน College of Natural Sciences and Mathematics และผู้ตรวจสอบหลักใน Texas Center for Superconductivity กำลังพัฒนาหลอดไฟ LED ที่ปล่อยพลังงานส่วนใหญ่จากส่วนสีม่วงที่ปลอดภัยกว่าของ สเปกตรัมแสงที่มองเห็นได้ แทนที่จะปิดบังแสงสีน้ำเงิน แต่พวกเขากำลังพัฒนาวัสดุเรืองแสงที่มีลักษณะเฉพาะซึ่งเรียกว่าฟอสเฟอร์ซึ่งดูดซับการปล่อยแสงสีเดียวของ LED สีม่วงและแปลงแสงให้ครอบคลุมสเปกตรัมส่วนใหญ่ที่มองเห็นได้
“กลุ่มของเรากำลังสร้างฟอสเฟอร์ที่ทำงาน ไม่ใช่กับชิป LED สีฟ้าทั่วไปที่หลอดไฟ LED เกือบทุกดวงใช้ในปัจจุบัน แต่ใช้ชิป LED สีม่วง โดยพื้นฐานแล้วสิ่งนี้จะย้ายจากสีน้ำเงินเป็นสีม่วงเป็นแหล่งกำเนิด จากนั้นจึงแปลงไฟ LED สีม่วงเป็นแสงสีขาวสเปกตรัมกว้างที่เราเห็น” Brgoch อธิบาย “เป้าหมายสูงสุดของเราคือการทำให้หลอดไฟสีม่วงรุ่นใหม่นี้ประหยัดพลังงานมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้และราคาถูกด้วย และในที่สุดก็สร้างระบบแสงสว่างแบบใหม่ได้ เทคโนโลยี สู่ตลาดสู่ผู้บริโภค”
ณ จุดนี้ คุณอาจกำลังดูหลอดไฟ LED มาตรฐานของหลอดไฟที่คุณชื่นชอบและพบว่าแสงสีขาวนั้นใช้ได้ แต่ในทางเทคนิคแล้วไม่มีสิ่งที่เรียกว่าแสงสีขาวบริสุทธิ์
ถือปริซึมไว้ที่หลอดไฟนั้น แล้วคุณจะเห็นแสงแยกออกเป็นความยาวคลื่นซึ่งแสดงแถบสีต่างๆ ที่สวยงามตั้งแต่สีม่วงจนถึงสีแดง นี่คือสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์เรียกว่าสเปกตรัมของแสงที่มองเห็นได้ (ถ้าปริซึมของคุณไม่สะดวก ลองนึกภาพว่ามีรุ้งเล็กๆ ของคุณเอง มันจะดูเหมือนกันมาก)
หลอดไฟของคุณดูเป็นสีขาวเพราะดวงตาและสมองของคุณทำงานร่วมกันเพื่อผสมผสานการรับรู้ของมนุษย์เกี่ยวกับแถบสีที่แยกจากกันเหล่านั้นให้กลายเป็นแสงสีขาวที่อาจทำให้คำที่คุณอ่านสว่างขึ้นในขณะนี้ หลอดไฟประเภทต่างๆ เน้นส่วนต่างๆ ของสเปกตรัมแสงที่มองเห็นได้
วิศวกรของบริษัทไฟส่องสว่างควบคุมสมดุลเพื่อสร้างบรรยากาศที่เฉพาะเจาะจง สีแดงที่เข้มขึ้นเล็กน้อยจะให้แสงสีขาวอบอุ่นและกลมกล่อมซึ่งดูดีในห้องนั่งเล่น ในขณะที่โทนสีน้ำเงินที่เย็นสบายจะให้แสงสีขาวที่คมชัดได้ดีกว่าสำหรับแสงในสำนักงาน แต่ภายนอกห้องปฏิบัติการ แนวโน้มของ LED ที่มีต่อสีน้ำเงินนั้นยากจะหลีกเลี่ยง
“บางครั้งคุณก็จำมันได้—นั่นคือหลอดไฟ LED ที่ถูกที่สุด และบางครั้งก็ดูเหมือนแสงสีขาวอบอุ่นที่สวยงาม แต่ถึงแม้ในหลอดไฟที่มีราคาแพงที่สุด หากใช้ LED สีน้ำเงิน ก็ยังมีองค์ประกอบสำคัญของแสงสีน้ำเงินที่ลอดผ่านเข้ามา” ศาสตราจารย์อธิบาย
เมื่อเร็ว ๆ นี้ นักวิทยาศาสตร์ได้ให้ความสนใจว่าความถี่แสงส่งผลต่อสุขภาพอย่างไร
“ด้วยการถือกำเนิดของไฟ LED บริษัทต่างๆ เริ่มพยายามทำความเข้าใจว่ามนุษย์มีปฏิสัมพันธ์กับแสงอย่างไร และที่สำคัญกว่านั้นคือแสงมีปฏิสัมพันธ์กับมนุษย์อย่างไร” Brgoch กล่าว “ในขณะที่คุณนั่งอยู่ในสำนักงาน เฉดสีฟ้าในแสงของคุณเป็นสิ่งที่ดีเพราะช่วยให้คุณตื่นตัว แต่แสงเดียวกันในตอนกลางคืนอาจทำให้คุณตื่น นี่คือความสมดุลที่คุณต้องตี มันเกี่ยวกับการทำตามวัฏจักรชีวิตตามธรรมชาติโดยไม่หยุดชะงัก”
การศึกษาการนอนหลับเปิดเผยว่าการได้รับความถี่สีน้ำเงินมากเกินไปในเวลากลางคืนสามารถเปลี่ยนแปลงฮอร์โมน เช่น เมลาโทนิน ซึ่งบางครั้งนำไปสู่การนอนไม่หลับ วงจรการนอนหลับที่รบกวน และปัญหาอื่นๆ ยังสงสัยว่ามีการเปิดรับแสงสีน้ำเงินมากเกินไปในการเกิดต้อกระจก ที่น่าสนใจคือ ชาวเมืองที่อาศัยอยู่ท่ามกลางไฟถนนที่ใช้ LED, สัญญาณไฟจราจร และป้ายการค้าที่มีไฟส่องสว่าง ต่างได้รับแสง LED ทั้งกลางวันและกลางคืนมากกว่าย่านชานเมือง
“นั่นไม่ได้หมายความว่าเราควรกำจัดแสงสีน้ำเงินทั้งหมดออกจากหลอดไฟของคุณ คุณต้องการสเปกตรัมสีน้ำเงิน มันไม่ได้เกี่ยวกับการกำจัดสีน้ำเงิน แต่เป็นการรักษาระดับที่เหมาะสม นั่นคือสิ่งที่เรากำลังค้นหาจากงานของเรา” Shruti Hariyani ผู้ช่วยวิจัยระดับบัณฑิตศึกษา ผู้เขียนรายงานกล่าว
ย้อนกลับไปในห้องทดลอง Brgoch และทีมงานของเขามุ่งเน้นไปที่การระบุสารเรืองแสงและค้นพบสิ่งที่เป็นไปได้มากที่สุดใน พลังงาน ประสิทธิภาพและความประหยัด เพื่อก้าวไปสู่หลอดไฟต้นแบบ “เรามองหาวัสดุใหม่ๆ เพื่อช่วยลดต้นทุนของหลอดไฟเหล่านี้ เมื่อใดก็ตามที่คุณมีวัสดุมากขึ้น ค่าใช้จ่ายในการออกใบอนุญาตสิทธิบัตรจะลดลงและทำให้หลอดไฟมีราคาถูกลง นั่นเป็นหนึ่งในแรงผลักดันของเรา” บรอกอชกล่าว