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Aiuti di stampa di Nanoscale 3D rivelare come da superficie ispirata da lucciola può amplificare l'efficienza del LED

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Gli scienziati da Penn State University hanno creato un nuovo tipo di lampadina del diodo a emissione luminosa (LED) che potrebbe cambiare il modo che accendiamo le nostre case. La progettazione di nuovo LED imita le strutture utilizzate dalle lucciole nella natura e potrebbe migliorare l'efficienza mentre fatture di potere di riduzione.

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«Le lampadine del LED svolgono un ruolo chiave nell'energia pulita,» ha detto Stuart (Shizhuo) Yin, professore di elettrotecnico. «L'efficienza commerciale globale del LED è attualmente soltanto circa 50 per cento. Una delle preoccupazioni principali è come migliorare la cosiddetta efficienza leggera dell'estrazione del LED. I nostri fuochi di ricerca su come ottenere leggeri dal LED.»

Le lucciole ed i LED affrontano le simili edizioni nella liberazione della luce che producono perché la luce può riflettere indietro ed è persa. Una soluzione per il LED è di strutturare la superficie con le proiezioni microscopiche, conosciute come le microstrutture che permettono che più luce sfugga a. Mentre le microstrutture sulle luci del LED sono simmetriche, quelle sulle lanterne della lucciola non sono. I ricercatori hanno notato che le microstrutture sulle lanterne della lucciola erano asimmetriche -- i lati si sono inclinati agli angoli differenti, danti un aspetto sbilenco.

«Ho notato non solo faccio le lucciole ho queste microstrutture asimmetriche sulle loro lanterne, ma un genere di blatta d'ardore inoltre è stato riferito per avere simili strutture sui loro punti d'ardore,» ha detto Chang-Jiang Chen, lo studente di laurea in elettrotecnico e l'autore principale nello studio. «Questo è dove ho provato a andare un poco più profondo nello studio su efficienza leggera dell'estrazione facendo uso delle strutture asimmetriche. «Facendo uso delle piramidi asimmetriche per creare le superfici microstructured, il gruppo ha trovato che potrebbero migliorare l'efficienza leggera dell'estrazione ad intorno 90 per cento.

Gli scienziati ritengono che le microstrutture asimmetriche aumentino l'estrazione leggera in due modi. In primo luogo, la maggior area delle piramidi asimmetriche permette la maggior interazione di luce con la superficie, di modo che meno luce è bloccata. In secondo luogo, le dimensioni differenti dei pendii sulle piramidi aumenta l'effetto di casualizzazione delle riflessioni e la luce è data una seconda opportunità di sfuggire a. Per dimostrare sperimentalmente questo, i reseachers hanno usato il nanoscale 3D che stampa per creare le superfici simmetriche ed asimmetriche ed hanno misurato la quantità di leggero emesso. Come previsto, la superficie asimmetrica ha permesso che più luce fosse liberata.

I ricercatori ritengono che ci sia molto spazio più ulteriormente per migliorare l'efficienza leggera dell'estrazione ed il loro approccio potrebbe applicarsi facilmente alla fabbricazione commerciale di ricercatori di LEDs.The ha archivato per un brevetto su questa ricerca. «Una volta che otteniamo il brevetto, stiamo studiando la possibilità di collaborare con i produttori nel campo per commercializzare questa tecnologia,» ha detto Yin. Altri ricercatori che hanno lavorato al progetto erano Jimmy Yao, Wenbin Zhu, Chao Ju-appeso, Annan Shang e Yun-Goo Lee, studenti di laurea in elettrotecnico.