В течение долгих зимних вечеров люди, испытывая нехватку солнечных лучей, тянутся к свету. Это естественно. Человек прошел огромный путь эволюции от темного царства природы к лучезарному настоящему научных лабораторий. Недаром целый континент нарекли "культурой Фауста и цивилизацией Прометея". Величайшие научно-технические успехи были сделаны европейцами за короткий промежуток времени длиною 200 лет. "ГОЭЛРО и электрификация всей страны" превратили отсталые уголки в пространство уюта и света.
Нынешний 2015 год ООН объявила Международным годом света и световых технологий. Необычайно актуальные в энергетике, здравоохранении и сельском хозяйстве, технологии освещения привлекают своими возможностями. Попробуем их рассмотреть.
Пионеры электроники
В конце 1800-х годов Томас Эдисон создал лампочку на нити накаливания - первое из прорывных изобретений, коренным образом изменившим жизнь поколений. Другие световые технологии тоже стали уже чем-то таким, без чего трудно обходиться. Например, передача сигнала через оптическое стекловолокно, на которой базируются скоростной обмен информацией, в частности Интернет. Без светодиодов не обходится ни один бытовой прибор или осветительная сеть.
Изобретением 2014 года стала СoeLux - "система искусственного небесного освещения". Изюминкой этого проекта является использование рассеянных светодиодов таким же образом, как это делают крошечные частицы материи с солнечным светом.
|
Coelux создал итальянский физик-профессор Паоло ди Трапани из Университета Инсубрия. Для ее разработки понадобилось 10 лет - внушительный срок, но оно того стоило: Coelux - не просто лампа. Это имитация светила на небе. В основе системы 3 элемента. Первый из них воспроизводит спектр солнечных лучей при помощи светодиодной технологии. Второй элемент представляет собой сложную оптическую систему, которая создает ощущение расстояния между "человеком", "небом" и "солнцем". А третий - еще более сложный - выполнен из наноструктурированных материалов, которые делают "небо" синим, а свет таким, какой исходит от ненастоящих солнечных лучей.
Голубые светодиоды
Мы знаем, что белый свет, впрочем как и любой другой, можно получить путём смешения лучей трёх цветов: красного, зелёного и голубого. Это свойство долгие годы использовалось при создании электронно-лучевых трубок и кинескоопов в столь полюбившемся человечеству телевидении.
|
В то время как зелёные и красные диоды в широком коммерческом обращении были уже более десятка лет, их голубые собратья долгое время почему-то оставались в забытьи. Всё это происходило до тех пор, пока японцы Исаму Акасаки, Хироши Амано и Шюи Накамура начав исследование ещё в 90-х годах, не вернули голубой цвет на причитающееся ему место, решив ряд головоломок, позволивших внедрить энергосберегающую технологию получения света на светодиодной базе. Их выдающийся вклад был отмечен Нобелевской премией в области физики в октябре 2014 года.
Флюоресценция
Свет также стал своеобразным краеугольным камнем работы обладателей Нобелевской премии 2014 года в области химии. Благодаря хитроумным трюкам со светом, позволившим избежать дифракции двух смежных молекул, премия была вручена изобретателям Эрику Бетцигу (Eric Betzig), Штефану Хеллу (Stefan Hell) и Уильяму Мёрнеру (William Moerner) за создание флюоресцентной микроскопии с высоким разрешением.
Это официальная формулировка. Неофициальная, но прозвучавшая на пресс-конференции, посвященной объявлению имен лауреатов, - "за превращение светового микроскопа в наноскоп", то есть инструмент, позволяющий разглядывать объекты наноразмера.
|
Оптический микроскоп работает с ограничением, его разрешение никогда не превысит половину длины световой волны, это дифракционный предел. Создатели самого чувствительного на сегодняшний день микроскопа обошли этот предел, обратившись к флюоресценции. Флюоресцентная микроскопия позволяет получать увеличенные изображения благодаря свечению возбужденных атомов и молекул образца, который облучается светом с большей частотой. Излучение образца получают в оптическом спектре, и его можно сфотографировать особой камерой с большой выдержкой.
|
Fiat lux!
Разумеется, не все открытия и новинки в области световых технологий можно уместить в рамках статьи. Осветительные технологии - широчайшее поле человеческой деятельности, авангард и горизонт возможностей, требующие многих открытий, доводок, целевых производств и интеграции, а это немалые капиталовложения. Особенно в энергосбережении. Поэтому пожелаем инженерам удачного 2015-ого Международного года света и осветительных технологий. Всех благ!
|
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
Лучшие электронные эко-новинки 2015 года
Они помогут в утилизации отходов и сделают первый шаг к "умному" управлению природными ресурсами - сбору данных по экосистеме. По оценкам экспертов, ежегодно человечество отказывается более чем от 50 миллионов тонн электроприборов. Отслужившая свой срок электроника составляет 5% от всех твёрдых бытовых отходов.