Новий тип лампи розжарювання конвертує інфрачервоні фотони в видиме світло.

Фотографія: MIT

Дослідники з Массачусетського технологічного інституту на чолі з фізиком Огнєном Ілічем придумали спосіб збільшити ККД лампи розжарювання. Результати роботи були опубліковані в журналі Nature Nanotechnology.

Ідея вчених полягала в тому, щоб обмежити випускання лампою тепла в зовнішнє середовище і використовувати це тепло для нагрівання самої лампи. Ключовим для цього було отримати матеріал, який би відображав інфрачервоне випромінювання, але при цьому був би прозорий у видимій області спектра. Вчені скористалися фотонними кристалами - класом матеріалів складної шаруватої структури, які за рахунок своєї періодичності можуть пропускати або відбивати світло різної довжини хвилі.

Для створення фотонних кристалів фізики використовували лист скла товщиною в 1 мм і нанесли на нього 90 шарів, що чергуються оксиду танталу і діоксиду кремнію. Ці шари, товщина яких підбиралася за допомогою комп'ютерного моделювання, надають кристалу напівпровідникові властивості: він здатний пропускати світло і відображати ІК-випромінювання. Крім того, замість нитки в лампі була використана вольфрамовая стрічка, яка може поглинути більшу частину інфрачервоного випромінювання, відбитого нанозеркаламі. Як повідомляється в статті, використання фотонних кристалів допомогло підвищити ККД лампи розжарювання з звичайних 5 до 6,6 відсотків.

Нові лампи розжарювання ще далекі від комерційного продукту, проте фізики відзначають, що використання додаткових наноматеріалів складної структури потенційно може збільшити ККД до 40 відсотків. Лампа розжарювання випромінює світло за рахунок проходження електричного струму по кручений вольфрамової дроті. Завдяки електричному опору провідник нагрівається до 2000-2800 градусів Кельвіна.

Олександр Єнікєєв