白熾燈泡是現代工程的奇蹟。它需要內部真空、吹制玻璃和特殊的燈絲才能工作。然而,儘管經過一個多世紀的改進,一個普通的燈泡每消耗一瓦電力僅發出 15 流明的光。因此,僅照明就佔美國建築物用電量的 22%。現在,一個工程師和化學家團隊創造了一系列碳基發光二極體 (LED),它們以最高效率執行,同時發出強烈的白光。
密歇根大學的電氣工程師斯蒂芬·福雷斯特、南加州大學的化學家馬克·湯普森及其同事透過結合兩層磷光二極體(釋放綠光和紅光波長)和一層熒光二極體(提供藍光波長)創造了所謂的有機 LED。它們共同產生比目前白熾燈或熒光燈泡效率更高的白光。“一個 100 瓦的燈泡大約是每瓦 15 流明,而我們在實驗室裡就達到了每瓦 25 流明,”福雷斯特說。
研究人員在今天發表於《自然》雜誌的論文中指出,由於其熒光成分,該二極體也比純磷光器件需要更低的電壓。此外,由於有機層只有 10 奈米厚,並且在關閉時是透明的,因此可以將其內建到牆壁、傢俱甚至窗戶中。
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在發光天花板普及之前,仍然存在挑戰。其中,科學家們需要找到一種材料來封裝敏感的二極體。“這不需要真空,但確實需要防潮層,這可能會很昂貴,”福雷斯特解釋說。“大規模生產的最大障礙僅僅是成本。今天製造一個燈泡成本非常低。” 然而,新型 LED 的發展很可能預示著燈泡時代的黯淡。