Винайдена плоска і гнучка лампочка

admin Новини технологій та техніки

Винайдена плоска і гнучка лампочкаНове застосування плазми - як джерела освітлення (забудемо на час про плазмові лампі Тесли) - знайшла дослідницька група, яка фінансується Управлінням наукових досліджень ВВС США. Її керівники Гері Іден і Сончино Пак з Університету штату Іллінойс вже заснували компанію Eden Park Illumination для просування нової технології на ринок.

Як це часто буває, пан Іден не ставив за мету винахід нової лампочки. Учений згадує: «У 1996 році студенти звернулися до мене, стискаючи в руках шматок кремнію, зі словами:" Ви не заперечуєте, якщо ми просвердливши в ньому маленький отвір і спробуємо зробити там плазму? "Досить швидко їм це вдалося. Діаметр отвору, до речі, становив близько 400 мкм ».Ідена зацікавило таке. Як відомо, чим менше об'єм, в який поміщена плазма, тим більша має бути тиск, щоб вона залишалася в стабільному стані. Відповідно, дуже високий тиск, необхідний для «мікроплазми», може призвести до випромінювання у видимому діапазоні. У роздумах про це і народилася ідея мікрополостного масиву (micro-cavity array, MCA). Як і у випадку з флуоресцентним світлом, MCA знаходиться під напругою. Експериментуючи з «укладанням» плазми в паралельних рядах мікропорожнин, Іден і Пак нарешті отримали дуже тонкі і гнучкі листи.

Заковика була в тому, як створити ці микрополості в гнучких аркушах. Ось один з найуспішніших способів: листи алюмінієвої фольги товщиною 125 мкм поміщаються в ванну для анодування; якщо правильно підібрати температуру і час анодування, у фользі сформуються великі масиви мікропорожнин майже ідеальної форми. Найбільший з отриманих на даний момент масивів містить чверть мільйона мікропорожнин, представляючи собою квадрат зі стороною 15 см. При бажанні можна зробити і більше - була б відповідна ванна.

Потім поверхню листа ламінують склом з електричною схемою, що живить окремі порожнини. Як тільки починає йти струм, масив спалахує яскравим світлом. Товщина готового листа складає всього 1-2 мм. Масиви підвищеної міцності мають 4 мм в товщину. Але навіть вони важать менше 200 г.

У мікромасивах можна використовувати різні гази. Іден і Пак застосовують інертні гази для створення ультрафіолетового світла, яке потім перетвориться у видиме за допомогою спеціальних люмінофорів - як у люмінесцентних лампах.

Чи можна вважати цей винахід особливим? Судіть самі. По-перше, ця «лампочка» плоска. Порівняємо квадрат 15×15 см і товщиною 4 мм зі стандартною офісною флуоресцентною лампою, що працює на ртутній плазмі. Світлова віддача останньої становить близько 75-80 лм/Вт, але більша частина світла втрачається через циліндричну форму. Для порівняння: ККД MCA становить більше 90%, тому при світловій віддачі 35 лм/Вт він дає той же результат.

І ще кілька переваг. MCA не містить ртуті. Володіє регульованою яскравістю. Індекс передачі кольору - більше 80, майже як у сонячного світла. Термін безперервної роботи - 20 тис. годин. У порівнянні зі світлодіодами генерує набагато менше тепла і, отже, не потребує алюмінієвому теплопоглотітеле.

Чи є недоліки? І так і ні. Вартість приладу поки висока, бо виробництво ще не поставлено на потік. З іншого боку, в 2014 році США повністю відмовляться від ламп розжарювання - тут-то і потечуть інвестиції.

І не менш важливе: мікрополостна плазма в нагоді не тільки для освітлення. Масив здатний засвоювати величезну кількість енергії з розрахунку на одиницю об'єму при високому тиску, залишаючись стабільним. Що це означає на практиці? Технологія підійде для виготовлення «лабораторій на чіпі». У цьому випадку плюсом стає і лінійне розташування мікроканалів. Один з видів застосування - генерація озону для очищення води. Цей метод набагато чистіший, ніж хлорний, оскільки озон швидко перетворюється назад у кисень. До того ж такі пристрої можна буде зробити портативними.