Светодиодные лампы останутся в прошлом: новый свет



Ученые из МФТИ готовятся запустить в промышленное производство лампы нового типа, которые могут составить конкуренцию светодиодам и стать безопасной альтернативой ртутным лампам.


Энергосберегающие, дешевые, устойчивые к нагреванию, экологически безопасные и практически вечные — катодолюминесцентные лампы, созданные физиками из МФТИ и ФИАН, кажется, всем хороши. На совершенствование конструкции ушло три десятилетия, сейчас уникальная технология производства катодов масштабируется, и уже через год «лампы Шешина» появятся на полках магазинов. Если российские производители вовремя оценят разработку, «лампы Шешина» могут прийти на смену светодиодам и заменить ультрафиолетовые ртутные лампы в медицинской технике. Спрос на энергоэффективные источники освещения в мире растет, и у России есть все шансы стать лидером рынка.

Матчасть

В «лампе Шешина» (по фамилии заместителя заведующего кафедрой вакуумной электроники МФТИ) свет дает люминофор, которым покрыта внутренняя сторона вакуумной колбы; свечение люминофора вызывает поток электронов с катода в цоколе.

Немного теории: чтобы превратить тело в источник электронов, нужно заставить электроны покинуть это тело. Сделать это можно, сообщив телу энергию — повысив температуру (термоэмиссия) или облучив материал (фотоэмиссия). В катодно-лучевых трубках старых телевизоров электронный поток возникал в результате термоэмиссии, поэтому экрану требовалось время на разогрев. Однако получить поток электронов можно без затрат энергии на нагрев катода; для этого нужно воспользоваться чудесами квантовой механики.

Электроны — объекты квантового мира и могут вести себя странно, к примеру перемещаться в пространстве без затрат энергии. Это явление называется туннельным эффектом и давно используется в полупроводниковых светодиодах. Правда, чтобы построить такой «туннель» для электронов, мощность поля должна быть очень большой.

Форма и функция

Уменьшить необходимую для туннелирования мощность поля можно, меняя геометрию материала. Катод «лампы Шешина» представляет собой набор углеродных волокон, усаженных тонкими (7 микрон) иголочками; такая форма позволяет получать поток электронов в слабом поле, для создания которого достаточно совсем небольшого напряжения. Поэтому катоднолюминесцентная лампа экономно расходует электроэнергию — так же, как сравнимые по яркости светодиоды. Нужную форму катоду придают по разработанной в МФТИ технологии. Она — главное ноу-хау, отличающее прототипы, собранные в МФТИ, от других подобных проектов.

Попытку сделать КЛЛ предприняла несколько лет назад частная американская компания; материалом катода в этом проекте служили углеродные нанотрубки, оказавшиеся не самым удачным решением из-за быстрого выгорания. Тонкие иголки из углеволокна не разрушаются в процессе работы и, по словам Шешина, будут работать «пока вам не надоест». Его слова подтверждают прототипы, которые хранятся в лаборатории вакуумной электроники; некоторые из них светят с конца восьмидесятых и не думают гаснуть.

Химия и жизнь

Диапазон КЛЛ зависит от состава люминофора; уже разработаны формулы, дающие цвет в разных частях видимого спектра (красном, синем, желтом, белом), в рентгене и ультрафиолете. Некоторые составы известны давно, другие изобретают заново: так, для получения УФ-лучей в МФТИ экспериментируют с люминофорами с содержанием лантана. Усовершенствовать технологию получения УФ-излучения особенно важно: сегодня главные источники жесткого ультрафиолета — это ртутные лампы, но в действие скоро вступит Минаматская конвенция, запрещающая производство и оборот бытовых приборов, содержащих ртуть. Россия подписала этот документ, поэтому со следующего года все ртутные УФ-светильники в стране окажутся вне закона. В катодолюминесцентных лампах ядовитой ртути нет, и утилизировать их можно с бытовыми отходами, поэтому они могут оказаться единственной безопасной альтернативой для медицины, промышленности и сельского хозяйства — отраслей, которые сегодня зависят от производителей ртутных светильников.

источник
+8
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо зайти на сайт под своим именем.
Загрузка...
0 комментариев
Ваше имя: *
Ваш e-mail: *

Подписаться на комментарии | Информация о персональных данных.

pinbot
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
PIN: ----
Свежие новости
20:27
Арктика принадлежит только США, а не России
20:13
Запад уже определился: Крах России неизбежен и назначен на 2021 год
19:22
Российские С-400 способны «десакрализировать» американские F-35
18:55
«Дело 2 мая» будет приоритетным в уничтожении рейтинга экс власти Украины
18:52
Названо главное европейское оружие для противостояния России
18:39
Принудительно: Украина поделит Азовское и Черное моря
18:36
Глашатай Порошенко предупредил, что уже скоро Украина останется без Одессы и Харькова
18:32
Российские бомбардировщики с ядерным оружием семь часов кошмарили боевую авиацию Польши
18:32
Зеленский активно ищет контакты с лидером ДНР
18:25
Новые требования Запада: Перестать кормить Россию!
17:49
Китай в шоке от российских С-500
17:44
Шойгу вынес смертный приговор украинским экстремистам
17:38
Замаскированный под российский лайнер военный самолет США попытался прорваться в Крым
15:34
Club-K: Неотразимый удар России
15:29
Американцы присвоили себе Арктику
15:23
СМИ: С-500 сбивает метеориты
14:52
Создание общей системы ПВО Балтии: пособие, как сделать себя заложником
14:52
Разрешение Дании позволит закончить "Северный поток-2" к Новому году
14:12
Миссия правительства Беларуси невыполнима. Будет ли отставка?
13:14
Заколдованная страна
12:56
Смерть на треноге. Самые грозные станковые пулеметы
12:43
Элиты Украины. Кто они - правители или оккупанты?
12:41
Помощник Зеленского: Киев намерен прекратить войну и реинтегрировать Донбасс в состав Украины
12:07
«Даже думать не хочется об этом»: Шойгу о войне с Украиной
12:06
Вдова убитого одесским националистом Стерненко обратилась к Зеленскому
Все новости