أضواء مختلفة الألوان من تكنولوجيا LED
شهد مجال الإنارة في الأعوام الأخيرة تطوراً سريعاً، ابتداءً من مصباح الفلورسنت المدمج، إلى مصباح الليد (LED صمام ثنائي باعث للضوء)، ووصولاً إلى أوليد (OLED صمام ثنائي عضوي باعث للضوء). ولم ينحصر الابتكار عند هذا الحد، حيث نصح فريق دولي من الباحثين بالاهتمام بالجيل الجديد من تكنولوجيا الإنارة، والتي أطلق عليها اسم الخلايا الكهروكيميائية - الكهروضوئية (LEC - Light Emitting Capacitors ).
وتعد كفاءة الإنارة بتقنية ليد مثالية، حيث استطاعت الوصول في تجارب مخبرية إلى 300 لومن/واط مقارنة بـ70 لومن/واط لمصابيح الفلورسنت المدمجة، ولم تتجاوز المصابيح المتوهجة القديمة 20 لومن/واط. وتعتبر لومن وحدة فيزيائية لقياس التدفق الضوئي.
كما زادت مدة صلاحية استخدام مصباح ليد إلى 100.000 ساعة، فيما تدوم مصابيح الفلورسنت المدمجة أكثر من 15.000 ساعة ولا تتعدى المصابيح المتوهجة 1000 ساعة.
وتستهلك صناعة مصابيح ليد طاقة هائلة، حيث يتكون نظامها من طبقات متعددة ومعقدة تتطلب بيئة مفرغة من الهواء تماماً، وفي درجة حرارة عالية، كما تتطلب كذلك عدم تعريضها للهواء أو الماء عند تشغيلها لدى المستخدم النهائي.
أما التكنولوجيا الجديدة (LEC) فهي سهلة، مقارنة بالأخيرة، حيث تتكون من طبقة واحدة من المادة الفاعلة، والتي يمكن معالجتها باستخدام محلول سائل وعند ظروف عادية. كما يمكن استعمال مادة الألومنيوم كأقطاب لها.
وعلى الرغم من هذا، فإن المدة الزمنية للاستخدام كانت قصيرة نسبيا مقارنة بتقنية ليد. ففي مقال نشر مؤخراً في مجلة العلوم الكيميائية، أعلن فريق من باحثي جامعة بازل أنهم وضعوا مركبات جزيئية مستقرة متكونة من حلقات البنزين والتي زادت في مدة صلاحيتها لأكثر من 2500 ساعة.
وقد استخدم المعادن الانتقالية التي يمكن أن تشكل أيونات من فئات واسعة، هي المواد المفضلة لتشكيل الطبقة النشطة لـ LEC. بعد تطبيق عملية الاستقطاب، تنتقل الشحنات المتواجدة في الطبقة الفاعلة نحو الأقطاب. ويؤدي هذا التراكم في الشحنات إلى انخفاض كبير في فروقات الطاقة، مما يحدث انبعاث الضوء في المنطقة الجوهرية بين المناطق المختلفة.
ولضمان زيادة مدة استخدام المصباح LEC، فقد طور الباحثون، من جامعة بازل بسويسرا، مادة تتكون من حلقات البنزين (C6H6). حيث تتكون هذه الجزيئات ذاتياً لتشكيل الدرع الواقي. وهذا الهيكل الذي يجعله مستقراً للغاية، يسمح كذلك باختيار لون الضوء المنبعث من مجمع المكونات الجزيئية.
وتعد كفاءة الإنارة بتقنية ليد مثالية، حيث استطاعت الوصول في تجارب مخبرية إلى 300 لومن/واط مقارنة بـ70 لومن/واط لمصابيح الفلورسنت المدمجة، ولم تتجاوز المصابيح المتوهجة القديمة 20 لومن/واط. وتعتبر لومن وحدة فيزيائية لقياس التدفق الضوئي.
كما زادت مدة صلاحية استخدام مصباح ليد إلى 100.000 ساعة، فيما تدوم مصابيح الفلورسنت المدمجة أكثر من 15.000 ساعة ولا تتعدى المصابيح المتوهجة 1000 ساعة.
وتستهلك صناعة مصابيح ليد طاقة هائلة، حيث يتكون نظامها من طبقات متعددة ومعقدة تتطلب بيئة مفرغة من الهواء تماماً، وفي درجة حرارة عالية، كما تتطلب كذلك عدم تعريضها للهواء أو الماء عند تشغيلها لدى المستخدم النهائي.
أما التكنولوجيا الجديدة (LEC) فهي سهلة، مقارنة بالأخيرة، حيث تتكون من طبقة واحدة من المادة الفاعلة، والتي يمكن معالجتها باستخدام محلول سائل وعند ظروف عادية. كما يمكن استعمال مادة الألومنيوم كأقطاب لها.
وعلى الرغم من هذا، فإن المدة الزمنية للاستخدام كانت قصيرة نسبيا مقارنة بتقنية ليد. ففي مقال نشر مؤخراً في مجلة العلوم الكيميائية، أعلن فريق من باحثي جامعة بازل أنهم وضعوا مركبات جزيئية مستقرة متكونة من حلقات البنزين والتي زادت في مدة صلاحيتها لأكثر من 2500 ساعة.
وقد استخدم المعادن الانتقالية التي يمكن أن تشكل أيونات من فئات واسعة، هي المواد المفضلة لتشكيل الطبقة النشطة لـ LEC. بعد تطبيق عملية الاستقطاب، تنتقل الشحنات المتواجدة في الطبقة الفاعلة نحو الأقطاب. ويؤدي هذا التراكم في الشحنات إلى انخفاض كبير في فروقات الطاقة، مما يحدث انبعاث الضوء في المنطقة الجوهرية بين المناطق المختلفة.
ولضمان زيادة مدة استخدام المصباح LEC، فقد طور الباحثون، من جامعة بازل بسويسرا، مادة تتكون من حلقات البنزين (C6H6). حيث تتكون هذه الجزيئات ذاتياً لتشكيل الدرع الواقي. وهذا الهيكل الذي يجعله مستقراً للغاية، يسمح كذلك باختيار لون الضوء المنبعث من مجمع المكونات الجزيئية.
المزيد في منوعات
