Несовершенство технологии
«Лампочка Ильича» преобразует тепло тела накала в видимый свет. Со времен изобретения прибора Томасом Эдисоном технология мало изменилась: всё та же проволока, состоящая из вольфрама, металла с высоким показателем сопротивления, нагревается до 2726 градусов Цельсия.
Однако лишь 2% электроэнергии, которые потребляет лампочка Ильича, преобразуются в видимый свет. Для сравнения: КПД светодиодных ламп составляет 5-15%, но свет этот неестественный и для человеческого глаза непривычный.
Решение
Повысить КПД «лампочки Ильича» американские физики пробовали с помощью фотонных кристаллов – это одновременно и фильтры, и зеркала, которые пропускают только видимый свет на определенной длине волны и блокируют все другие излучения, в частности, инфракрасные. В результате последние поглощаются нитью накала, она дополнительно нагревается и снова отдает видимый свет.
Кристаллы включают 90 слоев диоксида кремния и оксида тантала, расположенных между стеклянными пластинками. Нить накала в обновленной «лампочке Ильича» – уже не проволока, но сложенная в несколько раз вольфрамовая лента. Конечно, фактически электроны по-прежнему преодолевают сопротивление, проходя по телу накала, однако площадь ленты больше, и это облегчает поглощение инфракрасных фотонов.
Разработанная технология позволила поднять КПД «лампочки Ильича» с 2% до 6,6%. В будущем физики планируют усовершенствовать конструкцию зеркал из фотонных кристаллов и использовать новые материалы, что обеспечит дополнительное увеличение продуктивности осветительного прибора.
