Светящиеся стены реальны: ученые "приручили" микроплазму

Исследовательская группа, финансируемая Научно-исследовательским управлением ВВС США, разработала революционную микроплазменную технологию освещения. Ее суть заключается в создании массива из параллельных рядов микрополостей в тонком листе материала. На этот лист подается напряжение, и в микрополостях образуется плазма, вызывающая свечение флуоресцентного покрытия. Таким образом, впервые удалось создать полоску светящегося материала, который так любят писатели-фантасты, описывая светящиеся стены внутри кораблей пришельцев. При этом новый источник освещения очень тонкий и недорогой.

Как и в случае со многими выдающимися открытиями, микроплазменное освещение создали случайно. В 1996 году двое аспирантов попросили у доктора Гари Эдена разрешения просверлить хороший кусок кремния с целью создать внутри отверстий плазму. Довольно быстро они добились результата: получили плазму в крошечном отверстии диаметром около 400 мкм. Этот опыт и стал основой прорывной технологии микрополостного плазменного освещения.

Основное требование для стабильного устойчивого состояния плазмы является правильное соотношение ее давления и размера - чем меньше размер плазменного сгустка, тем большее давление можно создать. При очень высоких давлениях плазма микронного размера приобретает уникальные свойства, которые можно использовать для освещения и множества других целей.

Принцип устройства микроплазменного светильника

Успешно отделив плазменные сгустки микрополостями, ученые смогли изготовить тонкие светящиеся листы, которые могут совершить переворот во многих областях науки и техники, например в деле очистки воды от микроорганизмов. Но, конечно, самым заметным достижением станут уникальные светильники-полосы, которые можно применять повсеместно: от помещений до освещения внутри холодильника.

Для изготовления микополостных плазменных светильников используется тонкая проводящая ток алюминиевая фольга толщиной 125 микрон. Затем в очень тонких листах стекла формируется массив микрополостей, над которыми располагается флуоресцирующее покрытие. Фольга и стекло соединяются, в результате чего получается светящаяся полоса толщиной всего 1-2 мм. Для создания ударопрочных светильников можно использовать более толстое стекло.

Пока в лабораторных условиях изготавливаются полоски площадью около 40 квадратных сантиметров, но технологию можно масштабировать, создавая целые светящиеся стены. Преимущества нового источника освещения, по сравнению с современными технологиями, весьма впечатляющи. Прежде всего следует отметить, что новинка плоская, а значит она более эффективно рассеивает свет. Светящаяся микроплазменная полоска 15х15 см имеет эффективность 35 люмен на ватт. Флуоресцентная «офисная» лампа имеет эффективность 75-80 люмен на ватт, но большая часть ее света теряется из-за излучения во все стороны. Поэтому при КПД в 90% микроплазменный светильник освещает намного лучше. Качества света также весьма высоко: 80 баллов (солнечный свет это 100 баллов). Но и этим преимущества не исчерпываются: продолжительность непрерывной работы плазменных полосок составляет 20 тыс. часов и может быть увеличена с развитием технологии.

Читайте на CNews
Как ищут экзопланеты? Методы и технологии
Ученые ждут катаклизмов на севере России
Экономичный ИК-сенсор и плетеный теплощит: чем НАСА ответит космосу