Исследователи в университете Тохоку (Япония) разработали недавно новый недорогостоящий плоскопанельный источник света, который мог бы своим появлением явить новое поколение более ярких, более дешевых и более “зеленых” устройств освещения для конкуренции со светодиодами. Устройство использует множество углеродных нанотрубок с очень высокой степенью проводимости, чтобы обеспечить равномерно распределенное освещение при высокой эффективности и расходом энергии всего 0,1 ватта – это приблизительно в сто раз меньше, чем у светодиодов.
Светодиоды известны своим существенным коэффициентом полезного действия, но тот факт, что только малая доля фотонов, что они производят фактически, доходит до того, чтобы осветить окружающую среду, предполагает, что есть все еще много возможностей для их улучшения. Один из альтернативных подходов, исследуемый профессором Норихиро Шимои и его коллегами, должен был заключаться в создании структуры, основанной на углеродных нанотрубках при толщине слоёв в один атом углерода.
У этого современного устройства есть структура, подобная диоду, но любопытно то, каким образом на деле оно производит свет. Фактически это даже ближе к электронно-лучевым трубкам, используемым в телевизорах и компьютерных мониторах прошлого века. Под влиянием мощного электрического поля эти углеродные нанотрубки выступают как целая, но крошечная электроннолучевая трубка, которая выпускает быстродействующий луч электронов из своего наконечника. Эти электроны затем поражают люминесцентный экран, который содержится в вакууме, и в ходе этого процесса они выпускают небольшое количество энергии, которая заставляет фосфор светиться.
Постройка устройства была довольно простым, недорогостоящим процессом. Исследователи начали с того, что занялись смешиванием высокопрозрачных одностенных углеродных нано-трубок с органическим растворителем и составом сурфактанта.
Их контрольному прибору нужно высокое напряжение 5 кВ, чтобы произвести сильное электрическое поле, которое заставляет электронный механизм работать, но исследователи говорят, что расход энергии устройства фактически очень низкий – всего 0,1 Вт, который является вдвое меньшим, чем тот, который светодиоды требуют сегодня. Это частично достигнуто за счёт очень низкого сопротивления, обеспечиваемого углеродными нанотрубками, и частично, потому что электронный механизм эмиссии производит лучи, которые приблизительно в 1000 раз более плотные, чем в лампе накаливания.
fainaidea.com