灯布条幅(量子点——实现更自然照明的新技术)

Posted 2023-06-01

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灯布条幅(量子点——实现更自然照明的新技术)

我是斜杠青年，一个热爱前沿科技的“杂食性”学者！

下一代智能照明系统，照亮你的一天

LED在能效和颜色方面都是一个突破。来源：剑桥大学

量子点是找到更自然的光的研究方向。

LED（发光二极管）技术在照明方面带来了一场革命——特别是在效率和颜色方面。但传统LED可以产生什么，我们能否实现像日光一样的光源？日光反过来又比荧光灯、卤素和白炽灯泡更好。

LED通过荧光粉涂层从蓝光转换或通过三个独立的LED组合产生“白色”光，每个LED有三种原色（红色、蓝色和绿色）。

现在，剑桥大学的一个研究小组已经深入研究了量子点（半导体只有数十个原子）的微小世界，以设计智能、可控制的白光设备，能够产生白光并复制比当前智能照明技术更广泛的颜色。

共同领导这项研究的剑桥工程系的Gehan Amaratunga教授表示，这增加了对人类健康和福祉产生积极影响的可能性，因为它们可以进行微调，以应对个人情绪和昼夜节律。

LED显示器的颜色，如这个横幅灯，是由单独的红色、蓝色和绿色LED灯组合而成的。来源：剑桥大学

“它为各种新的人类响应照明环境开辟了新的道路。”

那么，量子点什么？

量子点有时被称为人造原子，因为它们的晶体或晶格结构模仿孤立原子中的离散电子能级。当电子和“孔”（没有电子的地方）在量子点内结合时，会产生光子（或光包），这可以通过应用激光束或电场或磁场来控制。产生的光的波长（或颜色）由量子点材料的大小有效决定。

量子点是纳米尺寸的半导体晶体，其独特的导电性能（如发光）取决于其大小。来源：剑桥大学

通过选择直径在3到30纳米之间的量子点，剑桥大学团队实现了2243 K（红色）至9207 K（明亮的正午太阳）的相关色温（CCT），远远超过了LED实现的2200 K-6500 K CCT范围。

CCT是相当于天气预报“感觉像”温度范围的照明颜色。

虽然量子点作为光源的研究已经近30年了，但这种创新方法可以扩展到大面积照明系统，并且可以通过打印过程制作。剑桥工程系的Jong Min Kim教授表示：“这是世界首创的：一个完全优化、高性能的基于量子点的智能白色照明系统。”他也是这项研究的共同负责人。这是“充分利用基于量子点的智能白色照明用于日常应用的第一个里程碑”。