Компании, безусловно, любят свои люминесцентные офисные светильники; офисные работники, не так много. Эти лампы могут быть более энергоэффективными, чем обычные лампы накаливания, но они имеют тенденцию мерцать и излучают странный, неестественный желтый оттенок, который, как некоторые жалуются, вреден для глаз. Что еще хуже, они часто издают непрерывный жужжащий звук, который может стать настолько утомительным и расслабляющим, что в какой-то момент вы представляете себя ученым, который случайно превратился в гибрид человека и насекомого в фильме ужасов 1958 года «Муха».
Люди мирятся с визуальными и слуховыми недостатками люминесцентных ламп уже более 60 лет, с тех пор, как после Второй мировой войны стали широко распространяться светильники, использующие эту технологию. Например, в статье 1947 года в журнале «Популярная механика» их звук сравнивался с «пчелой, летящей в тишине спальни», и предостерегали домовладельцев от установки их в таких местах, как чердаки и подвалы, где они не заставят спящих ворочаться. и судорожно поворачиваться. Хотя более современные люминесцентные лампы не гудят так сильно, как их предшественники, они все же производят достаточно шума, чтобы сбить с толку.
Но на горизонте появилась новая лампочка, которая работает дольше флуоресцентной и работает тихо; потребляет меньше энергии, чем лампа накаливания и дажекомпактная люминесцентная лампа(КЛЛ); и не излучает голубоватый свет КЛЛ илисветодиодной(светодиодной) лампы. Исследователи из Университета Уэйк Форест в Северной Каролине и Тринити-колледжа в Ирландии разработали новый тип светильника на основеиндуцированной полем полимерной электролюминесцентной технологии, также известной какFIPEL. Они уже сотрудничают с компанией CeeLite по производству ламп FIPEL и надеются выпустить их на потребительский рынок к концу 2013 года
В этой статье мы объясним, как работает освещение FIPEL и почему многие считают его потенциально огромным достижением.
Почему флуоресцентные лампы так раздражают
Компания General Electric впервые представила люминесцентные лампы на Всемирной выставке в Нью-Йорке в 1939 году. Они сразу же стали хитом в промышленности, потому что лампы имели долгий срок службы и, следовательно, обходились дешевле в установке и обслуживании. Но они не были так популярны среди обычных людей из-за этого проклятого светового гудения и резкого света, излучаемого лампами. Откуда это?
Флуоресцентные лампы в основном представляют собой трубки, заполненные смесью инертного газа, такого как аргон, и немного ртути. Когда в трубку подается электрический ток, электроны сталкиваются с атомами ртути, возбуждая их и заставляя излучать ультрафиолетовый свет. Материал под названиемлюминофор, который выстилает внутреннюю часть трубки, преобразует ультрафиолет в видимый свет. Проблема в том, что если оставить его наедине, ток в трубке будет расти до опасного уровня, пока не сработает автоматический выключатель в вашем доме. Устройство под названиембалласт предотвращает это, создавая магнитное поле, которое препятствует протеканию тока ровно настолько, чтобы обеспечить вашу безопасность.
В частности, в старых люминесцентных светильниках магнитное поле балласта имеет тенденцию вызывать эффект, называемыймагнитострикцией Это означает, что магнитное поле фактически сжимает сердечник балласта, изменяя его форму. немного. Это заставляет вашу люминесцентную лампу пищать снова и снова, примерно 120 раз в секунду. Вы, вероятно, не могли бы сделать повседневную технологию более раздражающей. Вот почему понадобилась совершенно новая технология, чтобы обойти это.
Положительная сторона шумихи
Магнитострикционные преобразователи использовались гидролокационными системами для отражения звука от дна океана и обнаружения подводных лодок Гитлера во время Второй мировой войны.
Новый тип лампочки
Исследователи из Уэйк Форест и Тринити на самом деле не изобрели технологию FIPEL - самая ранняя статья по ней, кажется, была опубликована австрийскими исследователями в 1992 году - но их устройство стало первым, которое превратило ее в жизнеспособный источник света..
Вместо ртути или нитей накаливания в устаревших лампах накаливания лампы FIPEL содержат несколько слоев полимеров - пластик, пропитанный соединением иридия, и небольшое количество углеродных нанотрубок. Последние представляют собой цилиндрические структуры, построенные в лабораториях, которые составляют всего 1/10 000 диаметра человеческого волоса! По сравнению с обычными материалами эти наноматериалы обладают множеством новых характеристик, таких как повышенная прочность, химическая активность и/или проводимость. Когда электрический ток течет в трубку FIPEL, он стимулирует ее производить свет, как это делает электрический ток, проходящий через ртуть в люминесцентной лампе. Эта энергия фильтруется через полимеры для создания света.
Энергоэффективность лампы FIPEL в два раза выше, чем у КЛЛ, примерно так же, как у светодиода. Но в нем нет едких химикатов, как в КЛЛ, который содержит небольшое количество ртути. А поскольку FIPEL изготовлен из пластика, его легко утилизировать. Лампа имеет срок службы от 25 000 до 50 000 часов, примерно столько же, сколько у светодиода. Профессор физики Уэйк Форест Дэвид Кэрролл, который является изобретателем, сказал, что в его лаборатории уже десять лет горит лампочка.
Почему свет FIPEL может стать будущим
Исследователи говорят, что лампы FIPEL могут производить практически любой цвет видимого света в солнечном спектре. Как сказал Кэрролл Би-би-си, лампы FIPEL в этом отношении значительно превосходят КЛЛ. «[КЛЛ] имеют голубоватый резкий оттенок», - объяснил Кэрролл. «Это не очень удобно для человеческого глаза; люди жалуются на головные боли, и причина этого в том, что спектральный состав этого света не соответствует солнечному - наше устройство может идеально соответствовать солнечному спектру.
" Мы ярче, чем одна из этих причудливых лампочек, и я могу дать вам любой оттенок этого белого света, который вы хотите", добавил Кэрролл.
Кроме того, из-за того, что они сделаны из пластика, светильники FIPEL могут быть отлиты в самых разных формах - от ламп, которые вставляются в старые патроны, предназначенные для ламп накаливания, до больших листов или панелей, которые могут вписаться в пространство. над потолочной плиткой и за стенами, чтобы мягкий, ненавязчивый свет мог равномерно распространяться по комнате.
Что касается стоимости, консультант по управлению CeeLite сказал, что производимые лампы FIPEL должны стоить меньше, чем светодиоды, но немного дороже, чем компактные люминесцентные лампы.
Один критик задался вопросом, действительно ли FIPEL был прорывом, поскольку тепло-белые светодиоды уже доступны (без голубоватого оттенка), а компактные люминесцентные лампы содержат лишь незначительное количество ртути, слишком мало, чтобы представлять большую опасность для окружающей среды. Но большая часть реакции была положительной. Веб-сайт Engadget, например, назвал FIPEL «супер-лампочкой».
Примечание автора: как работают лампы FIPEL
Флуоресцентный свет вызывает у меня много странных ассоциаций. Когда я был мальчиком в 1960-х годах, я проводил много времени в зоомагазине Вулворта, любуясь разноцветными тропическими рыбками и разнообразием черепах, хамелеонов и других крошечных рептильных существ, которые проводили свое время. короткую жизнь в крошечных стеклянных террариумах, окруженных пластиковыми растениями и купающихся в жутком мерцающем флуоресцентном свете. Спустя годы, когда я работал в углу редакции газеты без окон, я проводил долгие дни и ночи, купаясь в таком же неестественном свете жужжащих, мерцающих потолочных ламп. Наконец-то я понял, что чувствовали эти рептилии.