Rusijos fizikai sukūrė lempos, iš esmės panašios į televizoriaus vaizdo vamzdelį, prototipą, pasižymintį patikimumo, ilgaamžiškumo ir šviesos stiprio savybėmis, kurių dar nepasiekė niekas kitas pasaulyje. „Surinkimo receptas“ir pirmieji patikrinimo rezultatai buvo pateikti „Vacuum Science & Technology“žurnale.
Ilgą laiką įprastos kaitrinės lempos buvo pagrindinis šviesos šaltinis namuose, kurių pirmieji prototipai pasirodė XIX amžiaus pabaigoje dėka Lodygino, Edisono ir kitų to meto mokslo šviestuvų eksperimentų. Tik palyginti neseniai jie buvo pradėti pakeisti alternatyviais kompaktiškais apšvietimo šaltiniais, įskaitant LED ir fluorescencinius spindulius.
- „Salik.biz“
Nepaisant mažo energijos suvartojimo ir santykinio patvarumo, tokie apšvietimo šaltiniai turi daug trūkumų, pradedant nenatūraliu radiacijos spektru ir baigiant tuo, kad jų gamyboje ar pačiose lempose yra gyvsidabrio ir kitų nuodingų medžiagų. Visa tai verčia mokslininkus ir inžinierius ieškoti jiems pakaitalo ir „išrasti“esamų tipų lemputes.
Pavyzdžiui, prieš ketverius ir trejus metus fizikai iš Pietų Korėjos ir JAV sukūrė specialias dangas ir grafeno gijas įprastinei kaitrinei lempai, kuri šimtus kartų padidino jos efektyvumą ir padarė ją ekonomiškesnę nei abi „energiją taupančių“lempų rūšys.
Anot MIPT spaudos tarnybos, Ozolas ir jo kolegos „Phystech“ir Rusijos mokslų akademijos fizikos institute sugebėjo padaryti kažką panašaus, radikaliai patobulindami vadinamųjų katodoluminescencinių lempų dizainą.
Tokie apšvietimo įtaisai egzistuoja daugiau nei pusę amžiaus, tačiau jie buvo platinami ypač ribotai dėl to, kad jie buvo pastebimai didesni nei jų „konkurentai“, įsijungė taip lėtai kaip liuminescencinės lempos ir buvo maždaug dvigubai ilgesni nei šviesos diodai. kalbant apie energijos vartojimo efektyvumą.
Šie trūkumai atsiranda dėl to, kad katodo lempos veikia maždaug tuo pačiu principu kaip senų televizorių vaizdo vamzdeliai. Iš tikrųjų tai yra kolba, padengta specialia fosforo medžiaga. Jis švyti, kai jį „bombarduoja“elektronai, kuriuos skleidžia katodas, neigiamai įkrautas elektrodas arba „elektronų pluošto pistoletas“.
Daugelyje tokių prietaisų neigiamai įkrautos dalelės nepradės palikti katodo iš karto, o tik po to, kai jis sušyla ir pasiekia darbinę temperatūrą. Dėl šios priežasties televizoriaus vaizdo vamzdeliai ir senosios katodo lempos neįsijungia iškart, bet po kelių sekundžių.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Šią problemą galima išspręsti naudojant vadinamuosius lauko spinduliuotės katodus, specialiojo įtaiso elektrodus, galinčius „šaudyti“elektronus šaltoje būsenoje dėl kvantinio tuneliavimo.
Tokie „elektronų pistoletai“anksčiau buvo naudojami kuriant vakuuminius vamzdžius pirmiesiems primityviems kompiuteriams, taip pat skystųjų kristalų ekranų apšvietimo sistemas. Nepaisant mokslininkų ir inžinierių pastangų, nepavyko jų padaryti patvarių, kompaktiškų ir pigių, todėl jie užleido vietą tranzistoriams ir šviesos diodams.
„Mūsų autokatodas yra pagamintas iš įprastos anglies. Tai veikia ne tik kaip cheminė medžiaga, bet ir kaip struktūra: mes išmokome sukurti struktūrą iš anglies pluošto, kuri nebijo jonų bombardavimo, suteikia didelę išmetamųjų teršalų srovę, yra technologiškai pažangi ir pigi pagaminta. Tai yra tik mūsų kompetencija, niekur kitur pasaulyje tokios technologijos nėra “, - teigė MIPT profesorius Jevgenijus Šešinas.
Kaip pažymėjo fizikas, tam mokslininkai katodo galiuką apdorojo taip, kad taptų tarsi savotiškas šepetys ar šukos, padengtos daugybe mikronų storio mikrotraumų. Jie sukuria ypač aukštą elektrinio lauko stiprį šalia katodo paviršiaus, kuris išmuša elektronus į aplinkinį vakuumą.
Be to, Rusijos tyrinėtojai sukūrė kompaktišką katodo lempos maitinimo šaltinį, leidžiantį jį „išspausti“iki įprastos kaitrinės lempos ar jos LED atitikmens dydžio. Kaip pažymėjo mokslininkai, tokia lempa sunaudoja tik 5,6 vatus energijos ir sukuria maždaug tiek pat šviesos, kiek kaitrinė lempa, kurios galia yra 25 vatai.
Šiuo atžvilgiu ji nėra prastesnė nei LED, nei įprastų fluorescencinių lempų, tačiau tuo pat metu aplinkos temperatūrai įtakos neturi jo patvarumas ir pats spindesys, jis turi natūralesnį spektrą ir gali dirbti daugiau nei 10 tūkstančių valandų.
Be to, šiose lempose nėra importuotų komponentų, joms gaminti nereikia importuotų žaliavų ir iš principo jas galima gaminti bet kurioje buitinių elektrinių lempų gamykloje. Mokslininkai tikisi, kad jų išradimas padės Rusijai visiškai atsisakyti gyvsidabrio naudojimo gaminant apšvietimo prietaisus.