За словами професора Університету штату Пенсільванія Стюарта Іня, у комах запозичили особливі структури на "ліхтарях", передає IGate.
«Ми намагаємося підвищити ефективність вилучення світла зі світлодіода при такому ж енергоспоживанні, так само як світлячки, - каже він. - За мільйони років еволюції крихітні комахи знайшли спосіб максимально підвищити світність при мінімальних витратах: їхні "ліхтарі" покривають особливі структури – це мікроскопічні площини, завдяки яким світло легше виходить назовні і менше відбивається по шляху».
Асиметричні "пірамідки" світлячків
У світлодіодах теж використовують подібну технологію, але світлопровідні структури мають форму правильних симетричних пірамідок, в той час як структури на "ліхтарях" світлячків скошені на одну сторону, пояснює Стюарт Інь. «Ми відтворили схожу структуру, роздрукувавши її на нанопринтері і виявили, що ефективність віддачі світла зросла до 90%, - розповідає він. - Це на 40% вище, ніж у кращих сучасних світлодіодних лампах».
Зліва-мікроскопічний світлодіод з покриттям з симетричних "пірамідок", праворуч - світлодіод такої ж потужності з покриттям з асиметричних структур.
За словами професора Стюарта Іня, асиметрична форма збільшує віддачу світла двома шляхами.
«По-перше, асиметричні піраміди мають велику площу поверхні і фотони світла більше контактують з поверхнею, частіше вириваючись за її межі, - зауважує він.
По-друге, асиметрія підсилює перевідбиття, таким чином, у фотона з'являється більше шансів опинитися за межами світлодіода».
Вчені також помітили, що асиметричні "пірамідки" мають не тільки світлячки, а й інші види комах, що світяться, приміром, еквадорські таргани Lucihormetica luckae.
«Наразі середня ефективність світлодіодів становить 50%, тобто близько половина вироблюваного світла не покидає світлодіодного елемента, - пояснює Стюарт Інь. – Світлодіодна лампа могла б світити вдвічі яскравіше при тому ж енергоспоживанні - і ми зробили значний крок у цьому напрямку».
Результати дослідження вже опубліковані у науковому журналі Optik.
Вчені запевняють, що нова технологія ніяк не позначиться на вартості виробництва світлодіодів. «Для створення скошених "пірамідок" виробнику досить змінити всього один незначний аспект виробничого процесу», - зауважує Стюарт Інь.
Вчені мають намір почати переговори з виробниками ламп після отримання патенту.
За оцінками експертів, до 2024 року ринок світлодіодного освітлення складе $85 млрд. Світлодіодні лампи більш вигідні для споживача і менш шкідливі для навколишнього середовища, оскільки споживають в десятки разів менше енергії, ніж лампи розжарювання.
Наші інтереси:
Вчимося у природи. "Небесна лабораторія" працює на дуже високому рівні.
Якщо ви помітили помилку, то виділіть фрагмент тексту не більше 20 символів і натисніть Ctrl+Enter
Вчені запозичили у світлячків спосіб підвищити ефективність світлодіодних ламп
Категорія:
Світ:
Спецтема:
Американські вчені підвищили ефективність віддачі світла у LED-світильниках на 40% завдяки світлячкам.
190316svitlyachok.jpg
За словами професора Університету штату Пенсільванія Стюарта Іня, у комах запозичили особливі структури на "ліхтарях", передає IGate.
«Ми намагаємося підвищити ефективність вилучення світла зі світлодіода при такому ж енергоспоживанні, так само як світлячки, - каже він. - За мільйони років еволюції крихітні комахи знайшли спосіб максимально підвищити світність при мінімальних витратах: їхні "ліхтарі" покривають особливі структури – це мікроскопічні площини, завдяки яким світло легше виходить назовні і менше відбивається по шляху».
У світлодіодах теж використовують подібну технологію, але світлопровідні структури мають форму правильних симетричних пірамідок, в той час як структури на "ліхтарях" світлячків скошені на одну сторону, пояснює Стюарт Інь. «Ми відтворили схожу структуру, роздрукувавши її на нанопринтері і виявили, що ефективність віддачі світла зросла до 90%, - розповідає він. - Це на 40% вище, ніж у кращих сучасних світлодіодних лампах».
За словами професора Стюарта Іня, асиметрична форма збільшує віддачу світла двома шляхами.
«По-перше, асиметричні піраміди мають велику площу поверхні і фотони світла більше контактують з поверхнею, частіше вириваючись за її межі, - зауважує він.
По-друге, асиметрія підсилює перевідбиття, таким чином, у фотона з'являється більше шансів опинитися за межами світлодіода».
Вчені також помітили, що асиметричні "пірамідки" мають не тільки світлячки, а й інші види комах, що світяться, приміром, еквадорські таргани Lucihormetica luckae.
«Наразі середня ефективність світлодіодів становить 50%, тобто близько половина вироблюваного світла не покидає світлодіодного елемента, - пояснює Стюарт Інь. – Світлодіодна лампа могла б світити вдвічі яскравіше при тому ж енергоспоживанні - і ми зробили значний крок у цьому напрямку».
Результати дослідження вже опубліковані у науковому журналі Optik.
Вчені запевняють, що нова технологія ніяк не позначиться на вартості виробництва світлодіодів. «Для створення скошених "пірамідок" виробнику досить змінити всього один незначний аспект виробничого процесу», - зауважує Стюарт Інь.
Вчені мають намір почати переговори з виробниками ламп після отримання патенту.
За оцінками експертів, до 2024 року ринок світлодіодного освітлення складе $85 млрд. Світлодіодні лампи більш вигідні для споживача і менш шкідливі для навколишнього середовища, оскільки споживають в десятки разів менше енергії, ніж лампи розжарювання.
Вчимося у природи. "Небесна лабораторія" працює на дуже високому рівні.
Зверніть увагу
Сайт медичного центру «Живе Слово» Олександра Філатовича має нову адресу filatovich.org.ua