Сегодня люминесцентные лампы – самый применяемый инструмент освещения, пришедший на смену лампочкам накаливания. Несмотря на относительную экономичность, у них немало недостатков. Главные соперники ртутных ламп – полупроводниковые и органические светодиоды еще экономичнее, а служат еще дольше. Однако и светодиодные технологии не предел совершенства.

Европа отказывается от энергосберегающих ламп в пользу светодиодных, но и те уже морально устарели — ученые из Университета Уэйк Форест в Северной Каролине работают над новой Fipel-технологией, которая способна генерировать свет еще эффективнее., по всем параметрам превосходящие их. По словам разработчиков, такие лампы практически невозможно разбить, плюс они светят ярче и не мерцают.

Название новой технологии Fipel – аббревиатура от field-induced polymer electroluminescent, индуцированная полем электролюминесценция полимеров. Под действием электрического тока свет излучается тремя полимерными слоями, содержащими небольшое количество наноматериалов.

Изобретатель Fipel ламп – профессор физики доктор Дэвид Кэролл (David Carroll) утверждает, что новые пластиковые источники могут быть выполнены практически в любой форме. Они обеспечивают лучшее качество освещения, чем обычные люминесцентные лампы, ставшие столь популярными в последние годы.

«Их голубоватый холодный свет не очень комфортен для человеческого глаза, люди жалуются на головные боли. Причина в том, что спектральный состав излучения люминесцентных ламп отличается от солнечного света», - рассказывает профессор Кэрролл.

Светодиодные технологии (LED) прошли долгий путь, прежде чем стали использоваться не только для индикации в электронных устройствах, но и для освещения. Очередным шагом вперед стало появление OLED-технологии органических светодиодов. Они эффективные и экономичные, могут принимать разнообразную форму, однако недолговечные и не очень яркие.

«Есть предел тому, какую яркость вы можете от них получить. Если вы используете слишком большой ток, они выходят из строя», продолжает профессор. По его словам лампы Fipel свободны от перечисленных недостатков. «Мы нашли способ создания света, а не тепла. Наши устройства не содержат ртути и едких химикатов, они не лопаются и сделаны не из стекла».

Экономичность новых пластиковых ламп вдвое выше, чем у люминесцентных осветительных приборов, и сравнима с экономичностью светодиодных технологий. По предварительным оценкам такая лампочка будет светить от 20000 до 50000 часов в зависимости от режима работы.

Такая долговечность и экономичность делают технологию Fipel привлекательной в качестве обычных источников света дома и в офисе. Но Кэрролл полагает, что этим сфера их применения не ограничится, и его источники света будут широко применяться в дисплеях и индикаторах в магазинах, на остановках транспорта и т.п.

Несомненным преимуществом новых ламп является отсутствие необходимости специальных мер для переработки после использования по назначению. «Это все пластик, органические полимеры, так что вам не придется беспокоиться о токсичных или опасных отходах на свалках».

Профессор Кэрролл уверен, что изготовление новых ламп обойдется дешево. У Университета уже есть коммерческий партнер. Появление первых продуктов на рынке ожидается уже в 2013 году.

Команда специалистов в области материаловедения из университета Уэйк Форест в Северной Каролине, США, разработала пластиковые лампочки, которые не бьются, не мерцают и, как сообщают ученые, будет работать практически вечно. Их КПД находится примерно на уровне светодиодных ламп. При этом они начисто обыгрывают конкурентов в самом важном аспекте: цвет и качество излучаемого ими света в данном случае "идеально сопоставимы с солнечным спектром".

Новые лампы создаются на основе технологии индуцированных полем электролюминесцентных полимеров но обладают при этом одной изюминкой. Технология FIPEL довольно старая. Она предполагает прохождение электричества через проводящий полимер под названием поливинилкарбазол. При этом изучается свет. Но интенсивности свечения недостаточно для использования пластика в качестве лампочки. Теперь же, полимер был дополнен углеродными нанотрубками. Это позволило ученым из университета Уэйк Форест увеличить яркость излучаемого поливинилкарбазолом света примерно в пять раз.

Отметим, что поливинилкарбазол является токсичным веществом. Он получается полимеризацией винилкарбазола в массе, растворе, эмульсии, суспензии в присутствии эмульгаторов и окислителей. Обладает стойкостью к воздействию воды, разбавленных кислот и щелочей. У людей может вызывать дерматиты аллергического характера.

Но вернемся к изобретению. Новое устройство состоит из трех слоев материала из полимера с нанотрубками, между которыми расположены слои диэлектрика. Когда применяется электричество, электроны возбуждают электролюминесцентные полимеры, и те начинают излучать свет. Легирование углеродными нанотрубками увеличивает количество излучаемого света. Легирование является очень распространенным явлением в области электроники, где в кремний (или другие полупроводниковые материалы) часто добавляются примеси, чтобы изменить или усилить их электрические свойства. Свойства кремния p- и n-типа – улучшаются путем легирования фосфором, мышьяком, бором и галлием.

Что касается долговечности пластиковых ламп по технологии Fipel, Кэрролл говорит, что аналогичный экспериментальный источник света с меньшей яркостью в его кабинете проработала в течение десяти лет. Наиболее вероятной причиной такого невероятного срока службы является тот факт, что FIPEL производит лишь незначительное количество тепла - почти вся электрическая энергия преобразуется в свет. Без тепла, которое непрерывно разрушает материал, полимер, вероятно, будет оставаться стабильным в течение многих лет.

Кэрролл говорит, что пластиковые лампы являются очень дешевыми в производстве и не содержат ртути и других токсичных веществ. Как мы уже упоминали ранее, качество света, излучаемого FIPEL-лампой Кэрролла, также является оптимальным и практически идеально соответствует солнечному спектру (т.е. цвет не слишком желтый или синий). Коммерческие образцы появятся в продаже в 2013 году. О цене информации пока нет.

Использованы материалы ExtremeTech, Techradar и BBC