Sådan fungerer FIPEL -pærer

Virksomheder elsker helt sikkert deres fluorescerende kontorlys; kontorarbejdere, ikke så meget. Disse lys kan være mere energieffektive end konventionelle glødelamper, men de har en tendens til at flimre, og afgive en underlig, unaturlig gul farvetone over, at nogle klager er hårdt for øjnene. Værre endnu, de udsender ofte en kontinuerlig summende lyd, som kan blive så irriterende og ophidsende, at på et tidspunkt, du forestiller dig dig selv som videnskabsmanden, der ved et uheld blev forvandlet til en menneske-insekt-hybrid i gyserfilmen "Fluen" fra 1958.

Folk har talt med de visuelle og lydmæssige mangler ved lysstofrør i mere end 60 år, lige siden inventar, der brugte teknologien, begyndte at blive udbredt efter Anden Verdenskrig. En artikel fra 1947 i Popular Mechanics magazine, for eksempel, sammenlignede deres lyd med "en bi på flugt i det stille i et soveværelse" og advarede husejere til at installere dem på steder som loftsrum og kældre, hvor de ikke ville få sveller til at kaste og vende passende [kilde:Brown]. Selvom nyere lysstofrør ikke nynner lige så meget som deres forgængere gjorde, de larmer stadig nok til at være bedeviling.

Men der er en ny pære i horisonten, som holder længere end et fluorescerende lys og er stille; bruger mindre energi end en glødepære og eller endda en kompakt lysstofrør (CFL); og udsender ikke det blålige lys fra CFL eller lysdiode (LED) pære. Forskere ved Wake Forest University i North Carolina og Trinity College i Irland har udviklet en ny slags lysarmatur baseret på feltinduceret polymerelektroluminescerende teknologi , også kendt som FIPEL . De arbejder allerede med et firma kaldet CeeLite for at fremstille FIPEL -lys og håber at have dem på forbrugermarkedet inden udgangen af ​​2013 [kilde:Neal, Spector]

I denne artikel, Vi forklarer, hvordan FIPEL -belysning fungerer, og hvorfor mange ser det som et potentielt enormt fremskridt.

1. Hvorfor lysstofrør er så irriterende
2. En ny type pære
3. Hvorfor FIPEL -lys kan være fremtiden

Hvorfor lysstofrør er så irriterende

General Electric introducerede først fluorescerende lamper på verdensudstillingen i New York i 1939. De blev straks et hit hos industrier, fordi lamperne havde en lang levetid og derfor kostede mindre at installere og vedligeholde. Men de var ikke så populære blandt almindelige mennesker på grund af den darn light summer og det hårde lys, lamperne udsendte [kilde:Adams]. Hvor kommer det fra?

Lysstofrør er dybest set rør, der er filet med en blanding af en inert gas, såsom argon, og lidt kviksølv. Når elektrisk strøm pumpes ind i røret, elektronerne kolliderer med kviksølvatomerne, spændende dem og får dem til at frigive ultraviolet lys [kilde:Adams]. Materiale kaldet fosforer , som leder indersiden af ​​røret, konverterer ultraviolet til synligt lys. Problemet er, at hvis det overlades til sine egne enheder, strømmen ville blive ved med at stige i røret til farlige niveauer, indtil den udløste afbryderen i dit hus. En enhed kaldet a ballast holder det ved at ske, ved at oprette et magnetfelt, der blokerer strømmen af ​​strøm lige nok til at holde dig sikker [kilde:Adams].

Især i ældre lysstofrør, ballastens magnetfelt har en tendens til at forårsage en kaldet effekt magnetostriktion . Det betyder, at magnetfeltet faktisk klemmer ballastens kerne, ændre formen lidt. Det får din fluorescerende armatur til at knirke igen og igen, cirka 120 gange i sekundet [kilde:Adams]. Du kunne sandsynligvis ikke designe en daglig teknologi til at være mere irriterende. Derfor tog det en helt ny teknologi at komme uden om det.

Magnetostriktive transducere blev brugt af sonarsystemer til at hoppe lyd fra havbunden og detektere Hitlers U-både under Anden Verdenskrig [kilde:Physics 24/7].

En ny type pære

Forskere ved Wake Forest og Trinity opfandt faktisk ikke FIPEL-teknologi- det tidligste papir om det ser ud til at være udgivet af østrigske forskere i 1992- men deres enhed er den første til at gøre den til en levedygtig lyskilde [kilde:Dillow , Grem, et al].

I stedet for kviksølv eller filamenterne i gammeldags glødepærer, FIPEL -lys indeholder flere lag polymerer - plastik - gennemsyret af en iridiumforbindelse og et lille antal kulnanorør. Sidstnævnte er cylindriske strukturer, bygget i laboratorier, der er så små som 1/10, 000th diameteren af ​​et menneskehår! Sammenlignet med konventionelle materialer, disse nanomaterialer har mange nye egenskaber, såsom øget styrke, kemisk reaktivitet og/eller ledningsevne [kilde:Europa -Kommissionen]. Når der strømmer elektrisk strøm ind i FIPEL -røret, det stimulerer det til at producere lys, ligesom elektrisk strøm, der passerer gennem kviksølv i et lysstofrør, gør det. Den energi filtreres gennem polymererne for at skabe lys [kilder:Dillow, Electronics Weekly].

Energimæssigt, FIPEL-lyset er dobbelt så energieffektivt som en CFL, omtrent det samme som en LED. Men det har ikke ætsende kemikalier som CFL, der indeholder en lille mængde kviksølv. Og fordi det er plastik, FIPEL er let at genbruge. Pæren har en levetid på 25, 000 til 50, 000 timer, omtrent det samme som LED. Wake Forest fysikprofessor David Carroll, hvem er opfinderen, sagde, at han havde haft en pære brændt i sit laboratorium i et årti [kilde:Neal, Spector].

Hvorfor FIPEL -lys kan være fremtiden

Forskere siger, at FIPEL -lys kan fremstilles til at producere næsten enhver farve af synligt lys i solspektret. Som Carroll fortalte BBC, FIPEL -lys er meget bedre i forhold til CFL'er. "[CFL'er] har en blålig, hård farvetone til dem, "Forklarede Carroll." Det er ikke rigtigt imødekommende for det menneskelige øje; folk klager over hovedpine, og årsagen er, at det spektrale indhold af det lys ikke matcher solen - vores enhed kan perfekt matche solspektret.

"Vi er lysere end en af ​​disse krøllepærer, og jeg kan give dig enhver farvetone til det hvide lys, du ønsker, "Carroll tilføjede [kilde:McGrath].

Derudover fordi de er lavet af plast, FIPEL -lamper kan støbes i en lang række forskellige former - fra pærer, der passer ind i de gamle fatninger designet til glødepærer til store plader eller paneler, der kan passe ind i mellemrummet over loftfliser og bag vægge, så en blød, diskret lys kan spredes jævnt i et rum [kilde:Dillow].

Hvad angår omkostninger, en ledelseskonsulent for CeeLite sagde, at de fremstillede FIPEL -pærer skulle koste mindre end LED'er, men lidt mere end CFL'er [kilde:Spector].

En kritiker satte spørgsmålstegn ved, om FIPEL faktisk var et gennembrud, da varmhvide lysdioder allerede er tilgængelige (uden den blålige nuance), og CFL'er kun har en lille mængde kviksølv, for lidt til at være meget af en miljøfare [kilde:Holloway]. Men det meste af reaktionen har været positiv. Webstedet Engadget, for eksempel, kaldte FIPEL "superpæren" [kilde:Cooper].

Masser mere information

Forfatterens note:Sådan fungerer FIPEL -pærer

Fluorescerende lys har mange mærkelige associationer for mig. Da jeg var dreng i 1960’erne, Jeg plejede at bruge meget tid i kæledyrsafdelingen i Woolworths fem-og-ti butik, beundrer de farverige tropiske fisk og forskellige skildpadder, kamæleoner og andre små krybdyr, der tilbragte deres korte liv i små glasterrarier, omgivet af plastplanter og badet i uhyggelige, flimrende lysstofrør. År senere, da jeg arbejdede i et vinduesløst hjørne af et aviskontor, Jeg tilbragte lange dage og nætter badet i den samme slags unaturlige glød ved nynnen, flimrende loftslamper. Jeg indså endelig, hvordan disse krybdyr havde det.

relaterede artikler

• Sådan fungerer lysstofrør
• Sådan fungerer lys
• Er lysstofrør virkelig mere effektive end normale pærer?
• Sådan fungerer CFL -pærer
• Hvor meget kul kræves for at køre en 100-watts pære 24 timer i døgnet i et år?

Kilder

• Adams, Cecil. "Hvorfor brummer fluorescerende lys?" Straightdope.com. 22. juli kl. 2003. (3. februar, 2013) http://www.straightdope.com/columns/read/2110/why-do-fluorescent-lights-buzz
• Brun, Sam. "Oplyse." Populær mekanik. Juli 1947. (3. februar, 2013) http://books.google.com/books?id=0d4DAAAAMBAJ&pg=PA170&dq=hum+fluorescent+lights&hl=da&sa=X&ei=vvQOUe-QHOGa0QG-v4HQDw&ved=0CDgQ6AEwAjgK#v=onlights&q=h%%
• Cooper, Daniel. "Forskere bygger 'superpære' af plast, det er (tilsyneladende) fantastisk. "Engadget.com. 3. dec. 2012. (3. februar, 2013) http://www.engadget.com/2012/12/03/fipel-bulb/
• Dillow, Ler. "Ny belysning kan erstatte fluorescenser, CFL'er, og lysdioder som fremtidens lyskilde. "Popsci.com. 3. december, 2013. (3. februar, 2013) http://www.popsci.com/science/article/2012-12/new-kind-lighting-could-replace-fluorescents-cfls-and-leds-light-source-future
• Dugdale, Addy. "Fipel, Et stort gennembrud i plastikpærer, Mørker fluorescerende fremtid. "Fastcompany.com. 3. december, 2012. (3. februar, 2013) http://www.fastcompany.com/3003573/fipel-major-plastic-light-bulb-breakthrough-darkens-fluorescents-future
• Elektronik ugentligt. "FIPEL:mere om OLED-alternativ lyskilde." Electronicsweekly.com. 4. december kl. 2012. (3. februar, 2013) http://www.electronicsweekly.com/Articles/04/12/2012/55131/fipel-more-on-the-oled-alternative-light-source.htm
• Europa -Kommissionen. "Nanomaterialer." Europa.eu. 14. september kl. 2012. (3. februar, 2013) http://ec.europa.eu/environment/chemicals/nanotech/index.htm
• Gary, Gene. "Tager brummen ud af fluorescerende lys." Newhouse News Service. 30. december kl. 1995. (3. februar, 2013) http://news.google.com/newspapers?id=-840AAAAIBAJ&sjid=OSEGAAAIBAJ&pg=6105, 7481134 &dq =lysstofrør+lys+hum &hl =da
• Grem, G. et al. "Blå elektroluminescerende enhed baseret på en konjugeret polymer." Syntetiske metaller. September 1992. (5. februar, 2013) http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/037967799290293R
• Holloway, James. "FIPEL wonder-light:Hvor er tallene?" ArsTechnica. 11. december kl. 2012. (5. februar, 2012) http://arstechnica.com/science/2012/12/fipel-wonder-light-where-are-the-numbers/
• McGrath, Matt. "Udvikling af plastpærer lover lys i bedre kvalitet." BBC nyheder. 3. december, 2012. (3. februar, 2013) http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-20553143
• Neal, Katie. "Tager summen ud af kontorlys." Wfu.edu. 3. december, 2012. (3. februar, 2013) http://news.wfu.edu/2012/12/03/taking-the-buzz-out-of-office-lights/
• Fysik 24/7. "Hvad er momentfølere." Physics247.com. (3. februar kl. 2013) http://www.physics247.com/physics-tutorial/torque-sensors.shtml
• Spector, Dina. "Professor opfinder den bedste nye pære i 30 år." Business Insider. 22. januar, 2013. (11. februar, 2013). http://www.businessinsider.com/fipel-lighting-technology-david-carroll-wake-forrest-2013-1