Nauji LED šviesos medžiagų pasiekimai
Pastaraisiais metais namuose, darbo vietose ir viešosiose patalpose LED apšvietimas vis dažniau pakeitė įprastas kaitrines lemputes ir fluorescencines lempas. Šviesos diodai arba šviesos diodai yra patvaresni, gamina mažiau šilumos ir naudoja mažiau energijos nei įprastas apšvietimas. Tačiau jų gamyba ir šalinimas gali turėti įtakos aplinkai. Siekdami tobulinti LED technologiją ir padaryti ją tvaresnę, gamintojai ir mokslininkai nuolat ieško naujų medžiagų ir metodų.
Grafenas yra anglies pagrindu pagaminta medžiaga, kuri yra labai plona, stipri ir lanksti, todėl ji yra viena iš perspektyviausių medžiagų šviesos diodams. Dėl puikaus optinio ir elektrinio laidumo grafenas yra geras pasirinkimas optoelektroniniams prietaisams, tokiems kaip šviesos diodai. Indžio alavo oksidas (ITO), kuris yra brangus ir trapus, gali būti pakeistas grafenu kaip skaidrus elektrodas LED programose, kaip anksčiau parodė mokslininkai. Dėl grafeno pagrindu pagamintų elektrodų gali padidėti efektyvumas ir sumažėti LED gamybos sąnaudos.
Perovskitas yra dar viena medžiaga, kuri žada tobulinti LED technologiją. Mineralinis junginys, vadinamas perovskitu, turi ypatingą kristalinę struktūrą, leidžiančią sugerti saulės šviesą ir paversti ją elektros energija. Tyrėjai pradeda ieškoti perovskito pagrindu pagamintų saulės elementų naudojimo šviesos dioduose dėl puikių jų efektyvumo rodiklių. Kembridžo universiteto mokslininkų grupė 2018 m. nustatė, kad perovskito nanodalelės gali pagerinti šviesos diodų spalvą ir ryškumą. Jie atrado, kad perovskito dalelės gali sugerti mėlynos šviesos perteklių ir vėl skleisti raudoną arba žalią šviesą, sukuriant ryškesnius ir tyresnius atspalvius. Naudojant perovskitą kaip fosforo sluoksnį šviesos dioduose, gali atsirasti dar didesnis efektyvumas ir spalvų tikslumas.
Organinės medžiagos, dar žinomos kaip OLED (organiniai šviesos diodai), yra kita medžiagų klasė, galinti visiškai pakeisti LED apšvietimą. Kai tiekiama elektros srovė, anglies pagrindu pagaminti chemikalai, naudojami OLED gaminti, gamina šviesą. Nors OLED šiuo metu naudojami mažuose ekranuose, pavyzdžiui, išmaniuosiuose telefonuose, mokslininkai ieško jų panaudojimo didesnėse apšvietimo programose. Palyginti su įprastais šviesos diodais, OLED turi daug privalumų, įskaitant gebėjimą skleisti šviesą visomis kryptimis ir sukurti nuoseklesnį švytėjimą. Jie puikiai tinka architektūriniam apšvietimui, nes yra lankstūs ir permatomi.
Ribotas organinių medžiagų, kurios gali greitai gesti ir palaipsniui prarasti ryškumą, tarnavimo laikas yra viena iš OLED technologijos problemų. Kita vertus, mokslininkai kuria naujas chemines medžiagas, kurios yra patvaresnės ir stabilesnės. 2020 m. Mičigano universiteto mokslininkai sukūrė naujos rūšies OLED medžiagą, kuri gali gyventi iki keturių kartų ilgiau nei tradiciniai OLED. Norint sukurti kietą kristalinę struktūrą, naujoji medžiaga sujungia metalo jonus su organiniais ligandais. Dėl šios naujos medžiagų grupės OLED gali būti tvirtesni ir efektyvesni, taip pat gali atsirasti naujų architektūrinio ir apšvietimo dizaino galimybių.
Kvantiniai taškai, kurie yra mažos puslaidininkinės dalelės, galinčios skleisti įvairių atspalvių šviesą, yra dar viena nauja LED apšvietimo medžiaga. Palyginti su įprastais fosforais, kvantiniai taškai suteikia didesnę spalvų įvairovę ir puikų spalvų tikslumą, kai jie naudojami kaip fosforo medžiaga LED apšvietime. Balto LED apšvietimo efektyvumą galima padidinti sureguliavus kvantinius taškus, kad šviesa būtų tik mėlynoje spektrinėje juostoje. Taip pat tiriami kvantiniai taškai, skirti naudoti išmaniosiose apšvietimo sistemose, kurios gali keisti jų ryškumą ir spalvų temperatūrą, kad atitiktų įvairius nustatymus ir nuotaikas.
Nanokristalai, kurie gali būti naudojami šviesos charakteristikoms valdyti, ir mikro- bei nanodalelės, galinčios pagerinti šviesos sklaidą ir sumažinti akinimą, yra kitos medžiagos, kurios ateityje gali turėti įtakos LED apšvietimui. Šios naujos medžiagos atveria naujas LED apšvietimo dizaino, efektyvumo ir tvarumo galimybes.
Apibendrinant galima pasakyti, kad LED apšvietimas pastaraisiais metais labai pažengė į priekį ir kai kuriose srityse išstūmė įprastą apšvietimą. Tačiau, siekdami tvaresnės ateities, turime ir toliau ieškoti naujų medžiagų ir technologijų, kad pagerintume LED apšvietimą dėl finansinių ir aplinkosaugos priežasčių. Laimei, mokslininkai ir gamintojai jau kuria ir vertina naujas medžiagas, tokias kaip grafenas, perovskitas, OLED, kvantiniai taškai ir nanokristalai, kurie ir toliau turės įtakos LED apšvietimui ateityje.
https://www.benweilighting.com/professional-lighting/led-sensor-light-bulb/smart-sensor-led-light-bulb.html
