發布時間:2021-06-17
與其他類型的照明相比，LED燈泡具有相當大的優勢。由于效率更高，它們需要更少的電力來運行。它們不會像老式白熾燈那樣散發出不必要的熱量，而且最好的燈泡甚至比熒光燈還要長壽。但LED并非沒有問題。人們懷疑，過度暴露在當今標準的LED燈泡產生的藍光下，會導致疲勞、情緒紊亂和失眠等健康問題，這些問題揮之不去。此外，較高的價格會促使購買者考慮其他選擇。
由自然科學和數學學院化學副教授、德克薩斯超導中心首席研究員Jakoah Brgoch領導的休斯頓大學研究小組正在開發一種LED燈泡，它的大部分能量來自可見光光譜中較安全的紫光部分。他們正在開發一類獨特的發光材料，稱為熒光粉，而不是僅僅掩蓋藍光，這類材料可以吸收紫羅蘭色LED的單色發射，并將光線轉換為覆蓋大部分可見光譜。
“我們小組正在創造的發光體不再是用傳統的藍色LED芯片來操作，而是換用紫色LED芯片。這基本上從藍色轉向了紫色作為基礎光源，然后將紫色LED光轉換為我們看到的廣譜白光，”Brgoch解釋說。”最終目標是讓這種新的基于紫光的燈泡盡可能地節能，同時也很便宜，最終使新的照明技術能夠向消費者銷售。”
他們的研究結果最近發表在《ACS應用材料與界面》雜志上，這是美國化學學會的一本知名學術雜志。
但從技術上講，實際上并不存在純白的光，拿一個棱鏡對著燈泡，你會看到它的光被分成不同的波長，顯示出從紫色到紅色的美麗色帶；這就是科學家所說的可見光光譜。燈看起來是白色的，因為人的眼睛和大腦一起工作，將人類對這些獨立色帶的感知混合成白色的光，這時可能正在照亮你讀的字，不同類型的燈泡強調光線的可見光譜的不同部分。
照明公司的工程師們操縱著這種平衡來創造一種特定的氛圍。多一點紅色會產生溫暖、圓潤的白光，這在客廳里很合適，而冷色調的藍色會發出清晰的白光，更適合辦公室照明。但在實驗室外，LED的藍色傾向一直難以避免。
“有時你會認出它 – 那些最便宜的LED燈泡，有時它看起來像一個漂亮的暖白光。但是，即使在最昂貴的燈泡中，如果它是基于藍色的LED，仍然有相當大的藍光成分潛入，”這位教授解釋說。最近，科學家們一直在關注光的頻率如何影響健康。”隨著LED照明的出現，公司已經開始嘗試了解人類如何與光互動，更重要的是，光如何與人類互動，當你坐在辦公室里時，燈光中的藍色色調是一件好事，因為它們幫助你保持精神振奮，但是同樣的光線在需要休息的晚上卻可能會讓你繼續保持清醒，這就非常不好，本質上這是關于遵循自然的晝夜節律周期而不被破壞。”
睡眠研究顯示，夜間過度暴露于藍光頻率會改變褪黑激素等荷爾蒙，有時會導致失眠，睡眠周期紊亂，以及其他問題。過多的藍光照射也被懷疑是白內障的形成。生活在基于LED的路燈、交通燈和照明商業標志中的城市居民還比郊區居民暴露在更多的LED中。
“這并不是說我們應該把所有的藍光從你的燈泡中移除。你需要一些藍色光譜。這不是要消除藍色，而是要把它保持在一個合理的水平。這就是我們的工作所追求的，”該論文的作者、研究生研究助理Shruti Hariyani說。
