События Дом

Лампы накаливания могут получить вторую жизнь

 Хотя и традиционные лампы накаливания постепенно отходят в прошлое благодаря развитию технологий и научным достижениям, последнее открытие ученых, возможно, вернет им былую популярность и заставит сиять по-новому.

Лампы накаливания, которые одновременно со светом выделяют и много тепла, известны человечеству уже больше столетия и за это время не претерпели практически никаких изменений. Однако со временем, в борьбе за высокую энергоэффективность, эти устройства стали уступать более продуктивным аналогам – флуоресцентным (КФЛ) лампам и светодиодам (LED).

Принцип работы ламп накаливания основан на нагреве электричеством тонкой вольфрамовой (чаще всего) нити до температуры около 2700 градусов Цельсия, которая располагается в вакуумированной колбе с инертными газами. Раскаленный вольфрам излучает оптимальный для зрения человека свет, спектральный состав которого соответствует излучению абсолютно черного тела, что позволяет получать самые разнообразные цвета.

Лампа накаливания с фотонным кристалом

Но такие лампы имеют один существенный недостаток: более 95% используемой ими энергии тратится напрасно, большая часть которой рассеивается в виде тепла. Именно поэтому многие страны уже начали полностью отказываться от такого неэффективного решения. Однако теперь, благодаря изобретению ученых Массачусетского технологического института и Университета Пердью, положение вещей может серьезно измениться.

Свою научную работу исследователи опубликовали в журнале Nature Nanotechnology. В ней описывается разработанный ими двухступенчатый процесс, первая часть которого состоит в создании обычной металлической нити накаливания с такой же склонностью к теплопотерям. Однако рассеиванию тепла в виде инфракрасного излучения препятствует нанофотонный поверхностный слой нити, который отражает это излучение обратно на тело накаливания и, таким образом, вызывает повторное выделение света нитью, но уже в видимом спектре.

Поверхностный слой представляет собой структуру из фотонных кристаллов, а материалами для ее создания могут служить дешевые и распространенные в природе элементы, причем получить нужные свойства можно путем традиционного осаждения. В результате эффективность таких «нано-лампочек» может достигать 7-13%, что в несколько раз превышает КПД обычных ламп накаливания (2-3%) и сопоставимо с эффективностью светодиодов и люминесцентных устройств. В тоже время, по заявлению ученых, теоритически КПД новых ламп может достигать 40%.

Нанофотонный слой

Главным фактором, увеличивающим продуктивность новых ламп, является их рабочий элемент, который, в отличие от тонких спиралей накаливания, представляет собой плоскую изогнутую пластину, которая заключена в оболочку из специального метаматериала со свойствами фотонного кристалла, образованного из тончайших слоев оксида кремния и оксида тантала. Путем модификации этих слоев можно изменять форму электромагнитного излучения и, соответственно длину волн.

"Мы создали только первый прототип, служащий подтверждением нашей теории, а его КПД еще не достаточно высок и его можно значительно улучшить. Главный результат технологии – нам удалось достичь практически идеального отражения всех цветов окружающего мира", — отмечает один из авторов исследования Марин Сольячич (Marin Soljacic).

Ученые заявляют, что стоимость «нано-ламп» будет невысокой, так как для их производства не потребуются дорогие материалы и оборудование. К тому же, сфера их применения может выходить далеко за пределы осветительных приборов – они могут увеличить эффективность солнечных панелей, нагревательных устройств, повлиять на химическую промышленность и даже посодействовать развитию космических технологий. опубликовано econet.ru

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet

Присоединяйтесь к нам в Facebook , ВКонтактеОдноклассниках

Источник: http://econet.ru/

Комментарии (Всего: 0)

Добавить комментарий

Что-то интересное

    Больше материалов
    Больше материалов
  • facebook
    Нажмите Нравится,
    чтобы читать Econet.ru в Facebook
    Спасибо, я уже с Econet.ru!