Лампочки в виде свечи

Естественный солнечный свет является основным компонентом, необходимым для поддержания жизни растений, животных и людей на Земле. В качестве заменителей естественного света люди успешно используют искусственные источники освещения, функционирующие за счет сжигания различных видов топлива, или электрические источники света. Ученые Южно-Уральского государственного университета совместно с коллегами из Москвы создали инновационные безопасные светодиодные устройства. Статья о разработке опубликована в одном из самых престижных журналов первого квартиля «Chemical Communications”.

Правильный свет для хорошего настроения

Солнечное излучение обладает самым высоким качеством света, идеально подходящим для обеспечения жизнедеятельности человека и других живых существ, но оно не может использоваться для освещения в ночное время. Наиболее безопасными для организма человека заменителем естественного света считаются свечи, спектр излучения которых похож на спектр излучения солнца на закате или восходе, и поэтому весьма физиологичен. Сотрудниками совместной лаборатории Южно-Уральского Государственного Университета и ИОХ РАН в кооперации с учеными из Физического Института им. П. Н. Лебедева РАН и Российского химико-технологического Университета им. Д. И. Менделеева в ходе работы по гранту РНФ 15-13-10022 удалось создать безопасный с физиологической точки зрения светодиод на основе гибрида органических и металлорганических излучающих материалов, который обладает световыми характеристиками, подобными характеристикам пламени свечи.

«В настоящее время лампы накаливания с их непрерывным спектром из-за низкой экономичности и короткого срока службы повсеместно вытесняются светодиодными и газоразрядными источниками, однако излучение этих новых источников света сильно обогащено длинами волн в синем диапазоне, что представляет угрозу для человеческого глаза и может вызывать физиологические нарушения в организме», – рассказывает руководитель работы Олег Ракитин, доктор химических наук, профессор.

Известной проблемой, вызываемой синим излучением, является заметное уменьшение концентрации мелатонина в организме человека. Мелатонин известен как гормон, регулирующий циклы сна и бодрствования (циркадные или суточные ритмы организма), его выделение предшествует засыпанию.

«Доказано, что поддержание оптимального уровня мелатонина способно предупреждать и даже лечить некоторые виды рака (рак молочной железы, рак простаты и рак толстой кишки), риск которых сильно возрастает с возрастом, а нарушение циркадных ритмов может привести к разбалансировке правильного обмена веществ в целом», – поясняет Олег Ракитин.

Не следует недооценивать и психофизиологическое влияние света от источников с линейчатым и несбалансированным спектром – такой свет может провоцировать раздражительность и даже вызывать депрессивные состояния. А многочисленные работы, посвященные влиянию экранов компьютеров и смартфонов, в которых также используются светодиоды, даже показывают, что они могут ускорить старение и вызывать болезни мозга.

Фото: Строение инновационного органического светодиода со световыми характеристиками свечи

Инновационный состав светодиодных ламп

Спектр состава свечения современных коммерческих светодиодных источников света резко отличается от излучения таких источников света, как пламя, лампы накаливания или солнечный свет. Они, хотя и могут обеспечивать визуально теплый желтый оттенок света, на самом деле представляют собой комбинацию синего и ультрафиолетового света, испускаемого полупроводниковым кристаллом, и желто-оранжевого свечения нанесенного на него специального люминофора.

«Новый источник света, благодаря инновационной конструкции и сочетанию новых специально синтезированных люминофоров, практически не имеет вредного излучения в синей области спектра, а цветовые характеристики его свечения подобны световым характеристикам пламени обычных свечей. В то же время, такой диод гораздо более энергоэффективен, чем лампы накаливания, а его яркостные характеристики соответствуют требованиям, предъявляемым к современным источникам света. В среднем светодиодная панель из новых материалов размером 10х10 см в оптимальных условиях обеспечивает такой же уровень освещенности, как 10-12 обычных свечей, при этом ее яркость будет в 4-5 раз больше, чем стандартного компьютерного монитора», – утверждает ученый.

Сконструированные светодиоды не обладают вредным излучением в синем диапазоне по двум причинам — благодаря инновационной конструкции этого светодиода и благодаря применению оригинальных красителей, которые ранее никогда не использовались для создания светодиодов. Важной особенностью разработанного устройства является также отсутствие в его составе редких и благородных металлов, таких как иридий и платина (основы современных промышленных люминофоров для OLED устройств), и относительная простота конструкции в целом.

Лампы будущего

Разработанные устройства можно использовать в качестве источников света для офисных или других бытовых помещений, в качестве элементов светового дизайна различных общественных пространств и для многих других целей, но особенно полезным будет их применение в качестве домашних ламп для облегчения засыпания и создания комфортного мягкого освещения. Относительно простая технология изготовления данных диодов и недорогие исходные материалы позволят в будущем создавать источники света в виде плоских панелей достаточной площади с регулируемой яркостью свечения и некоторыми возможностями подстройки цвета свечения только за счет изменения параметров питающего напряжения.

«Нами открыты новые и перспективные возможности для разработки дешевых органических светодиодов со спектральными характеристиками свечи. Развитие наших работ запланировано в двух основных направлениях. Первое, это расширение ряда синтезируемых нами красителей для поиска органических светодиодов с оптимальными характеристиками. И второе — развитие технологии изготовления этих светодиодов, для удешевления их производства и внедрения в практику», – делится планами на будущее Олег Алексеевич.

Авторы разработки уверены, что высокая степень кооперации и привлечение новых партнеров, как внутри России, так и за рубежом будет являться гарантией успешного развития данного направления научного исследования.

СМИ о нас

Депрессия до лампочки: имитирующие пламя свечи диоды спасут от хандры

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *