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美国科学家利用自然纳米技术研发新型白炽灯

2016-01-14 10:19
魏丁小陆
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   从19世纪以来,传统的白炽灯泡的诞生就是人类的一大福音。但极低的能源转换效率使它逐步被淘汰,人们开始寻找更环保的替代品。

  终于,白炽灯泡也迎来了春天。美国的科学家发明了一种新型白炽灯,这种灯泡能利用自己的余热来再次发光,有效的利用了能源。

  新灯泡的研究人员说,在如今这个传统节能灯(紧凑型荧光灯,发光二极管灯泡)盛行的时代,如果这项新技术发挥到极致,可以节省大量能源。

  白炽灯通过一根电线(通常是钨丝)的发热来发光。热度达到近2700摄氏度。高温导致电线发出可见光,但这不是利用全部的热发出的光。它还产生大量的我们看不见的辐射,比如红外线。这意味着,由于发热,95%以上的能源被浪费掉了。

  这也解释了为什么白炽灯日益被更节能的CFL灯和LED灯所替代。但我们是否能寻找到一种利用多余的热量和能量的方法来改变白炽灯被淘汰的悲催命运呢?这也正是麻省理工学院d研究人员在尽力解决的问题。他们发明了一种能“回收光”的灯泡。步骤有二。

  第一步,他们做了一个传统的有发热金属丝的白炽灯泡。

  第二步,研究人员做了一个神秘装置安装在灯丝周围。这个装置是光子晶体形式,能回收灯丝产生的多余的辐射后成为可见光。

  研究人员的挑战是找到一种既能反射红外线又能发出可见光的材料。

  研究人员之一,OgnjenIlic说到:“整个过程的关键进展就是设计一个光子结构,使灯泡发出可见光的同时广角反射红外线。传统的光子结构常常只有一个入射角。而我们的挑战是将其光学特性拓展到有多个入射角。”

  研究人员发明的这种结构与纳米结构相关,可描述为自然纳米技术。这项技术使初步研制出来的新灯泡的能源利用效率达到6.6%,比传统白炽灯泡的2-3%高出三倍。

  虽然目前的能源利用率没有CFL灯(7-13%)或者LED灯(5-13%)高,但研究人员相信,未来这项技术能实现40%的能源利用效率。这意味着有一天我们还能在超市售货架上重新看到白炽灯泡的身影。

  研究人员觉得在实现这个美好愿望之前,节能灯泡还有一段很长的路要走。研究成员之一MarinSoljai说:“因为LED灯是一个很强的竞争对手,人们有充足的理由购买它。但了解这些基本的光热或其他原理,对购买者来说还是很重要的。”

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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