据外媒报道,跟白炽灯相比,LED灯泡以使用相对较少的电能产生大量的光而闻名。然而根据一项新的研究,一层薄薄的纳米颗粒可以让它们表现得更好。一个典型的LED二极管由发光的LED芯片组成,其周围是一个透明的保护性圆顶外壳/透镜。虽然芯片产生的大部分光直接穿过外壳,但也有一部分被反射回内部。
不幸的是,反射的光被浪费了,因为它没有进入二极管的环境来提供照明。此外,它还会提高二极管内部的温度,导致芯片的降解速度加快--这意味着LED*终不会像其他照明方式那样持续很长时间。
为了寻求这个问题的解决方案,伦敦帝国理工学院和印度理工学院的科学家们*近开发了一个计算机模型,在这个模型中,一层透明的廉价金属纳米颗粒被添加到LED芯片及其外壳之间。
这些粒子的作用有点像微透镜网格,其改变光线跟外壳材料接触的角度。结果,超过20%的光都能够通过而不再是被反射回来。这意味着同样的电量可以释放出更多的光,再加上LED的温度应该更低,因此使用寿命会变得更长。
现在的计划是利用这项技术生产原型二极管,这样纳米颗粒材料、大小、形状和间距等变量就可以被测试和调整。
IIT Guwahati的Debabrata Sikdar博士是该研究论文的合著者,他表示:“虽然之前已经提出过对外壳进行改进的建议,但大多数都会让LED变得更笨重或更难以制造从而降低了改进带来的经济影响。我们认为,基于基本理论和我们进行的详细、平衡的优化分析,我们的创新可以引入到现有的制造流程中,且几乎不会造成破坏或增加体积。”
相关研究报告已发表在《Light: Science & Applications》上。