| www.gizmag.com

Створено дешеве джерело світла на основі вуглецевих нанотрубок з ультра-низьким енергоспоживанням (всього 0,1 Вт)

Дослідники з університету Тохоку (Tohoku University), Японія, розробили нове джерело світла, яке може стати основою нового покоління яскравих, дешевих і більш економічних освітлювальних приладів, здатних конкурувати за всіма показниками зі світлодіодними джерелами світла. Основу цього джерела світла становить безліч вуглецевих нанотрубок, перетворені на аналог крихітних електронно-променевих трубок. Завдяки використанню такого незвичайного підходу нове джерело світла відрізняється вкрай високою продуктивністю і споживає в середньому в 100 разів менше енергії, ніж світлодіодні джерела порівнянної потужності.

Всім відомо, що світлодіоди відрізняються своїм високим коефіцієнтом корисної дії. Однак, тільки частина фотонів, в напівпровідниковому кристалі, випромінюється в зовнішній простір. Це, в свою чергу, припускає, що технології світлодіодів мають чималий потенціал для подальшого вдосконалення. Однак, альтернативний підхід до проблеми світлення, розроблений професором Норіхіро Шімо (Norihiro Shimoi) і його колегами, припускає використання більш дешевого, ніж напівпровідники, матеріалу - вуглецевих нанотрубок, - однослойного вуглецю, згорнутого в циліндричну форму.



В новому пристрої світло виробляється за рахунок способу, використовуваного в звичайних електронно-променевих трубках, електронно-вакуумних пристроях, які широко використовувалися в телевізорах і дисплеях комп’ютерів минулих поколінь. Під впливом сильного електричного поля кожна вуглецева нанотрубка діє в якості крихітної електронно-променевої трубки, випускаючи промінь швидких електронів. Ці електрони потрапляють на поверхню екрану, покритого фосфоровмісних люмінофором, і змушують його світитися за рахунок своєї енергії.

Незважаючи на досить складну структуру, процес виробництва таких джерел світла простий і дешевий. Починається він з приготування розчину тонких одностінних вуглецевих нанотрубок в органічному розчиннику. Ця суміш використовується для нанесення покриття на поверхню катода, яка після висихання піддається найпростішої механічної обробці, при цьому, кінці вуглецевих нанотрубок вивільняються з сполучного складу і трохи упорядковуються в певному напрямку, що дозволяє отримати більш-менш спрямований потік електронів.

Єдиним недоліком нанотрубочного джерела світла є висока напруга, що потрібнадля його роботи. Для забезпечення роботи дослідного зразка використовувалось джерело, напругою 5 кВ, що дозволяє створити електричне поле, необхідне для емісії електронів. Але витрати енергії при цьому були на два порядки нижче витрати енергії світлодіода, випромінюючого таке ж світло. Така висока ефективність пристрою пов’язана з механізмом електронної емісії, що дозволяє отримати щільність випромінювання фотонів світла, що в 1000 разів перевершує аналогічний показник у звичайних лампах розжарювання.

Крім всіх вищеописаних достоїнств, нове джерело світла демонструє вельми непогану рівномірність розподілу випромінюваного світла по всій поверхні навіть з обліком не оптимізованої технології виготовлення дослідних зразків. Світловий потік, що виробляється нанотрубочних джерелом, складає 60 люмен на ват, що нижче 100-а люмен на ват, якими можуть похвалитися кращі зразки напівпровідникових світлодіодів, але вище 40 люмен на ват, які дають органічні світлодіоди (OLED). А подальші удосконалення розробленої технології дозволять більше збільшити ефективність нанотрубочних джерел світла, після чого вони зможуть конкурувати абсолютно з усіма видами світлодіодних джерел світла.
Рекомендувати цей матеріал
X




забув пароль

реєстрація

X

X

надіслати мені новий пароль