پیشرفت های جدید در مواد نور LED
در خانهها، محلهای کار و مکانهای عمومی، نور LED در سالهای اخیر به طور فزایندهای جایگزین لامپهای رشتهای و لولههای فلورسنت معمولی شده است. دیودهای ساطع کننده نور یا LEDها نسبت به نورهای معمولی دوام بیشتری دارند، گرمای کمتری تولید می کنند و انرژی کمتری مصرف می کنند. با این حال، ممکن است اثرات زیست محیطی ناشی از ساخت و دفع آنها وجود داشته باشد. به منظور تقویت فناوری LED و پایدارتر کردن آن، تولیدکنندگان و دانشگاهیان همیشه به دنبال مواد و روشهای جدید هستند.
گرافن ماده ای بر پایه کربن است که بسیار نازک، قوی و انعطاف پذیر است و آن را به یکی از امیدوارکننده ترین مواد برای LED ها تبدیل می کند. به دلیل رسانایی نوری و الکتریکی برتر، گرافن انتخاب خوبی برای دستگاههای الکترونیک نوری مانند LED است. همانطور که محققان قبلا نشان داده بودند، اکسید قلع ایندیم (ITO) که پرهزینه و شکننده است، ممکن است با گرافن به عنوان یک الکترود شفاف در کاربردهای LED جایگزین شود. راندمان بالاتر و کاهش هزینه برای تولید LED ممکن است ناشی از الکترودهای مبتنی بر گرافن باشد.
پروسکایت ماده دیگری است که نویدبخش پیشرفت فناوری LED است. یک ترکیب معدنی به نام پروسکایت ساختار کریستالی خاصی دارد که به آن اجازه می دهد نور خورشید را جذب کرده و آن را به نیروی الکتریکی تبدیل کند. محققان شروع به بررسی استفاده از سلولهای خورشیدی مبتنی بر پروسکایت در LEDها کردهاند، زیرا نرخ بازده بسیار خوبی دارند. گروهی از محققان دانشگاه کمبریج در سال 2018 دریافتند که نانوذرات پروسکایت ممکن است رنگ و روشنایی LED ها را بهبود بخشد. آنها کشف کردند که نور آبی مازاد می تواند توسط ذرات پروسکایت جذب شود و دوباره به صورت نور قرمز یا سبز منتشر شود و رنگ های واضح و خالص بیشتری تولید کند. حتی کارایی و وفاداری رنگ بیشتر ممکن است از استفاده از پروسکایت به عنوان یک لایه فسفر در LED ها حاصل شود.
مواد آلی، همچنین به عنوان OLED (دیودهای ساطع نور آلی)، دسته دیگری از مواد هستند که پتانسیل تغییر کامل نور LED را دارند. هنگامی که جریان الکتریکی تامین می شود، مواد شیمیایی مبتنی بر کربن که برای ساخت OLED استفاده می شود، نور تولید می کنند. اگرچه OLED در حال حاضر در صفحه نمایش های کوچکی مانند آنچه در گوشی های هوشمند دیده می شود استفاده می شود، محققان به دنبال استفاده از آنها در برنامه های روشنایی بزرگتر هستند. در مقایسه با الایدیهای معمولی، OLED چندین مزیت از جمله ظرفیت تولید نور در همه جهات را ارائه میکند که درخشش ثابتتری ایجاد میکند. آنها برای طراحی های نورپردازی معماری مناسب هستند زیرا انعطاف پذیر و شفاف هستند.
عمر محدود مواد آلی، که ممکن است به سرعت خراب شوند و به تدریج روشنایی خود را از دست بدهند، یکی از مشکلات فناوری OLED است. از سوی دیگر، دانشمندان در حال ایجاد مواد شیمیایی جدیدی هستند که دوام و پایداری بیشتری دارند. نوع جدیدی از مواد OLED که می تواند تا چهار برابر بیشتر از OLED های سنتی عمر کند در سال 2020 توسط محققان دانشگاه میشیگان ساخته شد. برای ایجاد یک ساختار جامد و کریستالی، این ماده جدید یون های فلزی را با لیگاندهای آلی ترکیب می کند. این خانواده جدید مواد ممکن است منجر به OLED هایی شود که قوی تر و مؤثرتر هستند و همچنین فرصت های جدیدی برای طراحی معماری و نورپردازی ایجاد می کند.
نقاط کوانتومی که ذرات نیمه هادی کوچک با قابلیت تولید نور در رنگ های مختلف هستند، یکی دیگر از مواد جدید برای روشنایی LED هستند. در مقایسه با فسفرهای معمولی، نقاط کوانتومی زمانی که به عنوان ماده فسفر در نورپردازی LED استفاده میشوند، تنوع رنگهای بیشتری را ارائه میدهند و وفاداری رنگ بالاتری را ارائه میدهند. کارایی روشنایی LED سفید ممکن است با تنظیم نقاط کوانتومی برای تولید نور فقط در باند طیفی آبی افزایش یابد. نقاط کوانتومی همچنین برای استفاده در سیستمهای روشنایی هوشمند مورد بررسی قرار میگیرند، که ممکن است بتوانند روشنایی و دمای رنگ خود را متناسب با تنظیمات و حالات مختلف تغییر دهند.
نانوکریستالها، که ممکن است برای کنترل ویژگیهای نور مورد استفاده قرار گیرند، و میکرو و نانوذرات، که میتوانند پراکندگی نور را افزایش داده و تابش خیرهکننده را کاهش دهند، مواد دیگری هستند که ممکن است در آینده بر روشنایی LED تأثیر بگذارند. این مواد جدید گزینه های طراحی، کارایی و پایداری جدیدی را برای روشنایی LED باز می کنند.
به طور خلاصه، نورپردازی LED در سال های اخیر پیشرفت چشمگیری داشته است و در چندین کاربرد جایگزین روشنایی معمولی شده است. با این حال، ما باید به دنبال مواد و فن آوری های جدید برای تقویت روشنایی LED به دلایل مالی و زیست محیطی باشیم، زیرا در راستای آینده ای پایدارتر کار می کنیم. خوشبختانه، دانشمندان و تولیدکنندگان در حال حاضر مواد جدیدی مانند گرافن، پروسکایت، OLED، نقاط کوانتومی و نانوکریستالها را ایجاد و ارزیابی میکنند که در آینده بر روشنایی LED تأثیر خواهند گذاشت.
https://www.benweilighting.com/professional-lighting/led-sensor-light-bulb/smart-sensor-led-light-bulb.html
