Ученые разработали новый вид лампы накаливания, которая использует современную науку, чтобы увеличить свою эффективность, практически догоняя дешевые коммерческие светодиодные лампы.
Обычные лампы накаливания малоэффективны. Они работают путем прокачки электроэнергии через тонкую вольфрамовую нить, электрическое сопротивление которой вызывает нагрев до температуры свыше 2700 ° С. При таких высоких температурах нить светится, испуская свет-и много тепла, в виде инфракрасного излучения. В такой лампе накаливания только 2% электроэнергии приходится на свет. Для сравнения, светодиодные лампы используют от 5% до 15%.
Теперь, команда ученых из Массачусетского технологического института разработала новый вид ламп накаливания, который использует своего рода нано-зеркало, которое помогает использовать бесполезное инфракрасное излучение. Команда разработала новый вид, так называемых фотонных кристаллов: материал, который позволяет свету видимой области спектра свободно пройти через него, отражая инфракрасное излучение обратно к нити накала. Там, энергия инфракрасного излучения поглощается и переизлученное еще раз, но некоторая часть переходит в видимый свет. Это происходит постоянно, помогая повысить эффективность работы.
Хотя это звучит просто, процесс разработки был непростым. Сначала ученые должны были сделать фотонные кристаллы, специально настроенные для обеспечения передачи видимого света и отражения ИК лучей. Потребовалось 90 нано-слоев оксида тантала и диоксида кремния поверх друг друга. Кроме того, команда перепроектировала нить накала, создавая большую площадь поверхности, способную поглощать отраженное излучение. Вы можете увидеть окончательный дизайн на картинке.
Хорошей новостью является то, что работает. Новая лампа преобразует 6,6% электроэнергии в свет. Это в три раза лучше, чем обычная лампа накаливания, и лучше, чем наименее эффективные светодиодные ламп. Команда считает, что эффективность может быть повышена еще больше, возможно, даже до 40%. Исследование опубликовано в Nature Nanotechnology.