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发光涂料二极管照明革命发光涂料二极管照明革命马健涛

2022年10月19日

发光涂料+二极管=照明革命？,发光涂料+二极管=照明革命？

最近，美国范德比尔特大学一位研究生在一次实验中偶然发现了一种混合“涂料”，涂在发光二极管灯上后，原本发蓝光的灯会像普通白炽灯泡那样发出白光。这一发明用到了环氧树脂。学界预测这一新发现很可能革命性地将照明物的概念拓展到灯泡之外，只要涂上这种“涂料”，任何一种物体都能发挥灯泡的作用

迈克尔·鲍尔斯是范德比尔特大学的研究生，混合“涂料”的发明来源于他在实验中的偶然发现。在那次实验中，鲍尔斯原本只是想制造出体积非常微小的量子点，尺寸为几纳米，还不到一根头发丝的千分之一。量子点是用半导体材料制成的纳米晶体，可称为半导体纳米微晶体，又称为“人造原子”，由少量原子组成，尺寸一般在100纳米以下。普通量子点里面一般包含有100～1000个电子，这些电子很活跃且量子点越小。用光线照射量子点或给它们通上电后量子点就会活跃起来，发出各种颜色的明亮光线。但是当鲍尔斯用激光照射他的量子点时，意想不到的事情发生了。“当一束白色的光线笼罩桌子时，我不由惊讶起来，”鲍尔斯回忆说，“这些量子点应该发蓝光，但是它们现在发出了美丽的白光。”

取得这一意外发现之后，鲍尔斯和另一名学生萌发出一个新点子。专家介绍说，他们把这种量子点与聚氨酯/环氧树脂的混合料混合后，将混合物涂在一只发蓝光的发光二极管灯上。涂上混合“涂料”的灯泡体型“臃肿”。但重要的是，它真的如鲍尔斯所愿发出了白光。这种白光并不是发光二极管的蓝光经由转换后形成的白光，而是像白炽灯泡发出的温暖、微黄的白光。发光二极管与白炽灯的发白光原理并不相同。前者通过注入式电发出彩光，彩光必须通过某种荧光粉转换，再通过光线混合，才能形成白光。后者则是钨丝加热发出白光。

而且与60瓦标准白炽灯泡相比，涂上“涂料”的灯泡光线比前者明亮大约2倍，照明时间也延长大约50倍。量子点混合“涂料”的发明，被科学家认为将使发光二极管的应用步入一个全新时代。与60瓦标准白炽灯相比，发光二极管发出的光线更明亮、照明时间也更长，能持续50000小时且不容易打碎。另外发光二极管不发热因此更节能。如果全部使用发光二极管照明，到2025年时美国用于照明的能源消耗将比现在下降29％。1998年发白光的发光二极管问世以前，它只能产生红、绿、黄、蓝等彩色光线，从而限制了使用范围。那时发光二极管局限使用于交通信号灯、闪光灯和建筑照明等用途上，对于一般照明而言人们更需要白色的光源。而发明于1998年的发白光的发光二极管需要通过转换才能发出白光，因而效率不高。因此这一发现可能将极大扩充发光二极管的应用范围。甚至已有科学家提出希望发光二极管最终能取代白炽灯、荧光灯及钠灯。

事实上如果这一发明能得到商业推广，灯泡将不再是唯一的光源。量子点混合“涂料”可以涂在任何一个具体事物上，只要将量子点激活就能发出各种颜色的光线包括白光，到那时灯泡照明时代也许就该结束了。