Reducerer blåt lys med en ny type LED, der ikke holder dig vågen hele natten

For at være mere energieffektiv, mange mennesker har udskiftet deres glødelamper med lysdioder (LED) pærer. Imidlertid, dem, der i øjeblikket er på markedet, udsender meget blåt lys, som har været forbundet med øjenproblemer og søvnforstyrrelser. Nu, forskere rapporterer i ACS anvendte materialer og grænseflader har udviklet en prototype LED, der reducerer - i stedet for masker - den blå komponent, og samtidig får farverne til at se ud, som de gør i naturligt sollys.

LED-pærer er populære på grund af deres lave energiforbrug, lang levetid og mulighed for hurtigt at tænde og slukke. Inde i pæren, en LED-chip omdanner elektrisk strøm til højenergilys, inklusive usynlig ultraviolet (UV), violette eller blå bølgelængder. En hætte, der er placeret på chippen, indeholder flere fosfor - faste selvlysende forbindelser, der omdanner højenergilys til synlige bølgelængder med lavere energi. Hver fosfor udsender en anden farve, og disse farver kombineres til at producere et bredt spektrum hvidt lys. Kommercielle LED-pærer bruger blå lysdioder og gulemitterende fosforer, der fremstår som forkølelse, stærkt hvidt lys, der ligner dagslys. Kontinuerlig eksponering for disse blåtonede lys er blevet forbundet med dannelse af grå stær, og tænde dem om aftenen kan forstyrre produktionen af ​​søvnfremkaldende hormoner, såsom melatonin, udløser søvnløshed og træthed. For at skabe en varmere hvid LED-pære til natbrug, tidligere forskere tilføjede rødemitterende fosfor, men dette maskerede kun den blå nuance uden at slippe af med den. Så, Jakoah Brgoch og Shruti Hariyani ønskede at udvikle en fosfor, der når det bruges i en violet LED-enhed, ville resultere i et varmt hvidt lys og samtidig undgå det problematiske bølgelængdeområde.

Som et bevis på konceptet, forskerne identificerede og syntetiserede en ny selvlysende krystallinsk fosfor indeholdende europium ((Na) _1,92 Eu _0,04 )MgPO ₄ F). I termiske stabilitetstest, fosforens emissionsfarve var konsistent mellem stuetemperatur og den højere driftstemperatur (301 F) for kommerciel LED-baseret belysning. I langsigtede fugtforsøg, forbindelsen viste ingen ændring i farven eller intensiteten af ​​det producerede lys. For at se, hvordan materialet kan fungere i en pære, forskerne fremstillede en prototype enhed med en violet-lys LED dækket af en silikonehætte indeholdende deres selvlysende blå forbindelse blandet med rød-emitterende og grøn-emitterende fosfor. Den producerede det ønskede lyse, varme hvide lys, mens den minimerede intensiteten på tværs af blå bølgelængder, i modsætning til kommercielle LED -pærer. Prototypens optiske egenskaber afslørede objekternes farve næsten lige så godt som naturligt sollys, opfylder behovene ved indendørs belysning, siger forskerne, selvom de tilføjer, at der skal arbejdes mere, før det er klar til hverdagsbrug.