Új fejlesztések a LED-fényanyagok terén
Az otthonokban, munkahelyeken és közterületeken a LED-es világítás az elmúlt években egyre inkább felváltotta a hagyományos izzólámpákat és fénycsöveket. A fénykibocsátó diódák vagy LED-ek tartósabbak, kevesebb hőt termelnek és kevesebb energiát fogyasztanak, mint a hagyományos világítás. Előállításuk és ártalmatlanításuk azonban környezeti hatásokkal járhat. A LED technológia fejlesztése és fenntarthatóbbá tétele érdekében a gyártók és a tudósok folyamatosan új anyagokat és módszereket keresnek.
A grafén egy szénalapú anyag, amely nagyon vékony, erős és rugalmas, így a LED-ek egyik legígéretesebb anyaga. Kiváló optikai és elektromos vezetőképessége miatt a grafén jó választás optoelektronikai eszközökhöz, például LED-ekhez. A költséges és törékeny indium-ón-oxidot (ITO) grafénnel helyettesíthetik átlátszó elektródaként a LED-es alkalmazásokban, amint azt a kutatók korábban kimutatták. A grafénalapú elektródák nagyobb hatékonyságot és alacsonyabb költségeket eredményezhetnek a LED-gyártásban.
A perovszkit egy másik olyan anyag, amely ígéretet tesz a LED-technológia fejlesztésére. A perovszkit nevű ásványi vegyület különleges kristályszerkezettel rendelkezik, amely lehetővé teszi a napfény elnyelését és elektromos energiává alakítását. A kutatók elkezdik megvizsgálni a perovszkit alapú napelemek használatát LED-ekben, mivel kiváló hatékonyságuk van. A Cambridge-i Egyetem kutatóinak egy csoportja 2018-ban azt találta, hogy a perovszkit nanorészecskék javíthatják a LED-ek színét és fényerejét. Felfedezték, hogy a felesleges kék fényt a perovszkit részecskék elnyelik, és vörös vagy zöld fényként újra kibocsáthatják, élénkebb és tisztább árnyalatokat hozva létre. Még nagyobb hatékonyságot és színhűséget eredményezhet, ha perovszkitot használnak fényporrétegként a LED-ekben.
A szerves anyagok, más néven OLED-ek (szerves fénykibocsátó diódák), az anyagok egy másik osztálya, amelyek képesek teljesen átalakítani a LED-világítást. Amikor elektromos áramot szolgáltatnak, az OLED-ek gyártásához használt szénalapú vegyszerek fényt bocsátanak ki. Bár az OLED-eket jelenleg olyan apró képernyőkön használják, mint például az okostelefonokban, a kutatók nagyobb világítási alkalmazásokban keresik őket. A hagyományos LED-ekhez képest az OLED-ek számos előnnyel rendelkeznek, beleértve azt a képességet, hogy minden irányban fényt bocsátanak ki, és egyenletesebb fényt adnak. Tökéletesek építészeti világítási tervekhez, mivel rugalmasak és áttetszőek.
Az OLED technológia egyik problémája a szerves anyagok korlátozott élettartama, amelyek gyorsan romlanak és fokozatosan veszíthetnek fényességükből. Másrészt a tudósok új kémiai anyagokat hoznak létre, amelyek tartósabbak és stabilabbak. A Michigani Egyetem kutatói 2020-ban hoztak létre egy újfajta OLED-anyagot, amely akár négyszer hosszabb élettartamú, mint a hagyományos OLED-ek. A szilárd, kristályos szerkezet létrehozása érdekében az új anyag fémionokat kombinál szerves ligandumokkal. Ez az új anyagcsalád robusztusabb és hatékonyabb OLED-eket eredményezhet, valamint új lehetőségeket kínálhat az építészeti és világítási tervezésben.
A kvantumpontok, amelyek kis félvezető részecskék, amelyek képesek különféle árnyalatú fényt létrehozni, egy másik új anyag a LED-világításhoz. A hagyományos fényporokhoz képest a kvantumpontok nagyobb színválasztékot és kiváló színhűséget biztosítanak, ha foszforanyagként használják őket LED-világításban. A fehér LED-es világítás hatékonysága növelhető a kvantumpontok hangolásával, hogy csak a kék spektrumsávban hozzanak létre fényt. A kvantumpontok intelligens világítási rendszerekben való felhasználását is vizsgálják, amelyek képesek lehetnek a fényerő és a színhőmérséklet módosítására a különféle beállításoknak és hangulatoknak megfelelően.
A fény jellemzőinek szabályozására használható nanokristályok, valamint a fényszóródást fokozó és a tükröződést csökkentő mikro- és nanorészecskék olyan anyagok, amelyek a jövőben hatással lehetnek a LED-világításra. Ezek az új anyagok új tervezési, hatékonysági és fenntarthatósági lehetőségeket nyitnak meg a LED-es világítás számára.
Összefoglalva, a LED-es világítás jelentősen fejlődött az elmúlt években, és számos alkalmazásban kiszorította a hagyományos világítást. Mindazonáltal folyamatosan új anyagokat és technológiákat kell keresnünk a LED-világítás javítására mind pénzügyi, mind környezetvédelmi okokból, miközben egy fenntarthatóbb jövőért dolgozunk. Szerencsére a tudósok és a gyártók már most készítenek és értékelnek olyan új anyagokat, mint a grafén, perovszkit, OLED-ek, kvantumpontok és nanokristályok, amelyek a jövőben is befolyásolni fogják a LED-világítást.
https://www.benweilighting.com/professional-lighting/led-sensor-light-bulb/smart-sensor-led-light-bulb.html
