Dr David Carroll, chef för Center for Nanotechnology and Molecular Materials vid Wake Forest University, och doktoranden Greg Smith (svart skjorta) tittar på FIPEL -belysning. Ken Bennett/Wake Forest University Företag älskar verkligen sina fluorescerande kontorsljus; kontorsarbetare, inte så mycket. Dessa lampor kan vara mer energieffektiva än konventionella glödlampor, men de tenderar att flimra, och avger ett konstigt, onaturlig gul nyans att vissa klagar är hårt mot ögonen. Värsta hittills, de avger ofta ett kontinuerligt surrande ljud, som kan bli så irriterande och uppmuntrande att, vid något tillfälle, du föreställer dig själv som vetenskapsmannen som av misstag förvandlades till en hybrid av människor-insekter i skräckfilmen "The Fly" från 1958.
Människor har stått ut med de visuella och ljudmässiga bristerna i lysrör i mer än 60 år, ända sedan armaturer som använde tekniken började bli utbredda efter andra världskriget. En artikel från 1947 i Popular Mechanics magazine, till exempel, jämförde deras ljud med "ett bi i flygning i tystnaden i ett sovrum" och varnade husägare för att installera dem på platser som vindar och källare, där de inte skulle få slingrar att slänga och vända passande [källa:Brown]. Även om nyare lysrör inte nynna lika mycket som deras föregångare gjorde, de gör fortfarande tillräckligt med ljud för att vara bedeviling.
Men det finns en ny glödlampa i horisonten, som varar längre än ett fluorescerande ljus och är tyst; använder mindre energi än en glödlampa och eller till och med a kompakt lysrör (CFL); och avger inte det blåaktiga ljuset från CFL eller ljusdiod (LED) lampa. Forskare vid Wake Forest University i North Carolina och Trinity College på Irland har utvecklat en ny typ av armatur baserad på fältinducerad polymerelektroluminescerande teknik , också känd som FIPEL . De arbetar redan med ett företag som heter CeeLite för att tillverka FIPEL -lampor och hoppas kunna ha dem på konsumentmarknaden i slutet av 2013 [källa:Neal, Spector]
I den här artikeln, vi kommer att förklara hur FIPEL -belysning fungerar och varför många ser det som ett potentiellt enormt framsteg.
Innehåll
General Electric introducerade lysrör för första gången på världsmässan i New York 1939. De blev omedelbart en hit med industrier eftersom lamporna hade en lång livslängd och därför kostade mindre att installera och underhålla. Men de var inte så populära bland vanliga människor på grund av det där jäkla ljuset och det hårda ljuset som lamporna avgav [källa:Adams]. Var kommer det ifrån?
Lysrör är i grunden rör som fylls med en blandning av en inert gas, som argon, och lite kvicksilver. När elektrisk ström pumpas in i röret, elektronerna kolliderar med kvicksilveratomerna, spännande dem och få dem att släppa ut ultraviolett ljus [källa:Adams]. Material kallas fosforer , som leder rörets insida, omvandlar ultraviolett till synligt ljus. Problemet är att om det lämnas åt sina egna enheter, strömmen skulle fortsätta stiga i röret till farliga nivåer, tills den utlöste strömbrytaren i ditt hus. En enhet som heter a ballast håller det från att hända, genom att skapa ett magnetfält som hindrar strömmen just nu för att hålla dig säker [källa:Adams].
Särskilt i äldre lysrörsarmaturer, ballastens magnetfält har en tendens att orsaka en effekt som kallas magnetostriktion . Det betyder att magnetfältet faktiskt pressar ballastens kärna, ändra formen något. Det får din fluorescerande armatur att pipa om och om igen, cirka 120 gånger per sekund [källa:Adams]. Du kunde nog inte designa en vardagsteknik för att vara mer irriterande. Det var därför det krävdes en helt ny teknik för att komma runt det.
Buzzens positiva sidaMagnetostriktiva givare användes av ekolodssystem för att studsa ljud från havsbotten och upptäcka Hitlers U-båtar under andra världskriget [källa:Physics 24/7].
Wake Forest University efterdoktor Wanyi Nie med FIPEL-tekniken. Ken Bennett/Wake Forest University Forskare vid Wake Forest och Trinity uppfann faktiskt inte FIPEL-teknik- det tidigaste papperet om det verkar ha publicerats av österrikiska forskare 1992- men deras enhet är den första som gjorde den till en livskraftig ljuskälla [källa:Dillow , Grem, et al].
Istället för kvicksilver eller trådar i gammaldags glödlampor, FIPEL -lampor innehåller flera lager av polymerer - plast - genomsyrade av en iridiumförening och ett litet antal kolnanorör. De senare är cylindriska strukturer, inbyggda laboratorier som är lika små som 1/10, 000:e diametern på ett människohår! Jämfört med konventionella material, dessa nanomaterial har många nya egenskaper, såsom ökad styrka, kemisk reaktivitet och/eller konduktivitet [källa:Europeiska kommissionen]. När elektrisk ström rinner in i FIPEL -röret, det stimulerar det att producera ljus precis som elektrisk ström som passerar genom kvicksilver i ett lysrör gör. Den energin filtreras genom polymererna för att skapa ljus [källor:Dillow, Electronics Weekly].
Energimässigt, FIPEL-ljuset är dubbelt så energieffektivt som en CFL, ungefär samma som en LED. Men det har inga frätande kemikalier som CFL som innehåller en liten mängd kvicksilver. Och eftersom det är plast, FIPEL är lätt att återvinna. Glödlampan har en livslängd på 25, 000 till 50, 000 timmar, ungefär samma som LED. Wake Forest fysikprofessor David Carroll, vem är uppfinnaren, sa att han hade bränt en glödlampa i sitt labb i ett decennium [källa:Neal, Spector].
Forskare säger att FIPEL -lampor kan tillverkas för att producera nästan vilken färg som helst av synligt ljus i solspektrumet. Som Carroll sa till BBC, FIPEL -lampor är mycket bättre när det gäller CFL. "[CFLs] har en blåaktig, hård nyans för dem, "Förklarade Carroll." Det är inte riktigt tillmötesgående för det mänskliga ögat; människor klagar över huvudvärk och orsaken är att det spektrala innehållet i det ljuset inte matchar solen - vår enhet kan matcha solspektret perfekt.
"Vi är ljusare än en av dessa curlicue -lampor och jag kan ge dig vilken nyans som helst till det vita ljuset du vill ha, "Carroll tillade [källa:McGrath].
Dessutom, eftersom de är gjorda av plast, FIPEL -lampor kan formas i en mängd olika former - från glödlampor som passar in i de gamla socklarna som är utformade för glödlampor till stora ark eller paneler som kan passa in i utrymmena ovanför takplattor och bakom väggar, så att en mjuk, diskret ljus kan spridas jämnt i ett rum [källa:Dillow].
När det gäller kostnad, en managementkonsult för CeeLite sa att de tillverkade FIPEL -lamporna borde kosta mindre än lysdioder men lite mer än CFL -lampor [källa:Spector].
En kritiker ifrågasatte om FIPEL faktiskt var ett genombrott, eftersom varmvita lysdioder redan finns (utan den blåaktiga nyansen) och CFL:er bara har en liten mängd kvicksilver, för lite för att vara mycket av en miljöfara [källa:Holloway]. Men det mesta av reaktionen har varit positiv. Webbplatsen Engadget, till exempel, kallade FIPEL "superlampan" [källa:Cooper].
Fluorescerande ljus har många konstiga associationer för mig. När jag var pojke på 1960 -talet, Jag brukade spendera mycket tid på husdjursavdelningen i Woolworths fem-och-tio butik, beundra de färgglada tropiska fiskarna och sköldpaddorna, kameleoner och andra små reptiliska varelser som tillbringade sina korta liv i små glasterrarier, omgiven av plastväxter och badade i kusliga, flimrande lysrör. År senare, när jag arbetade i ett fönsterlöst hörn på ett tidningskontor, Jag tillbringade långa dagar och nätter badade i samma typ av onaturlig glöd av nynnande, flimrande taklampor. Till slut insåg jag hur reptilerna kändes.
