Russiske fysikere har laget en prototype av en lampe, som i prinsippet ligner et TV-bilderør, og har egenskaper for pålitelighet, holdbarhet og lysintensitet som ikke er oppnådd av noen andre i verden. "Oppskriften" for montering og de første resultatene av sjekken ble presentert i Journal of Vacuum Science & Technology.
I lang tid fungerte vanlige glødelamper som den viktigste kilden til lys i hus, hvis første prototyper dukket opp på slutten av 1800-tallet takket være eksperimentene fra Lodygin, Edison og andre datidens vitenskapslys. Først relativt nylig har de begynt å bli erstattet av alternative kompakte lyskilder, inkludert LED og lysrør.
Til tross for det lave energiforbruket og den relative holdbarheten, har slike lyskilder mange ulemper, og starter med et unaturlig spektrum av stråling og slutter med at deres produksjon eller lampene inneholder kvikksølv og andre giftige stoffer. Alt dette tvinger forskere og ingeniører til å se etter en erstatning for dem og "gjenoppfinne" eksisterende typer lyspærer.
For eksempel for fire og tre år siden skapte fysikere fra Sør-Korea og USA spesielle belegg og grafenfilamenter for en konvensjonell glødelampe, noe som økte effektiviteten hundrevis av ganger og gjorde det mer økonomisk enn begge typer "energisparende" lamper.
I følge MIPT-pressetjenesten klarte Ozol og kollegene ved Phystech og Physics Institute of the Russian Academy of Sciences å gjøre noe lignende, noe som forbedret utformingen av de såkalte katodoluminescerende lampene radikalt.
Slike belysningsenheter har eksistert i mer enn et halvt århundre, men de har fått ekstremt begrenset distribusjon på grunn av det faktum at de var merkbart større i størrelse enn sine "konkurrenter", slått på så sakte som lysrør og halte omtrent to ganger bak lysdioder når det gjelder energieffektivitet.
Disse ulempene skyldes det faktum at katodelamper fungerer på omtrent det samme prinsippet som bilderøret på gamle TV-apparater. Faktisk er de en kolbe belagt med et spesielt fosforstoff. Det gløder når det blir "bombardert" av elektroner, som sendes ut av katoden, negativt ladet elektrode, eller "elektronstrålepistol".
I de fleste slike innretninger begynner ikke ladede partikler å forlate katoden umiddelbart, men først etter at den varmer opp og når sin driftstemperatur. Av denne grunn tennes ikke TV-bilderør og gamle katodelamper umiddelbart, men etter noen sekunder.
Salgsfremmende video:
Dette problemet kan løses ved å bruke de såkalte feltutslippskatoder, elektroder av en spesiell enhet som er i stand til å "skyte" elektroner i kald tilstand på grunn av kvantetunneling.
Slike "elektronpistoler" ble tidligere brukt til å lage vakuumrør for de første primitive datamaskinene, så vel som bakgrunnsbelysningssystemer for flytende krystallskjermer. Til tross for innsatsen fra forskere og ingeniører, klarte de ikke å gjøre dem holdbare, kompakte og billige, og det er grunnen til at de ga vei for transistorer og LED.
“Autokatoden vår er bygget på vanlig karbon. Det fungerer ikke bare som et kjemisk stoff, men som en struktur: vi har lært hvordan man lager en struktur fra karbonfibre som ikke er redd for ionebombardement, gir høy utslippsstrøm, er teknologisk avansert og billig å produsere. Dette er rent vår kunnskap, det er ingen slik teknologi andre steder i verden, sier Evgeny Sheshin, professor ved MIPT.
Som bemerket av fysikeren, for dette behandlet forskere tuppen av katoden på en slik måte at den ble som en slags børste eller kam, dekket med mange mikroprotrusjoner, en brøkdel av en mikron tykk. De skaper en ultrahøy elektrisk feltstyrke nær katodeoverflaten, som slår ut elektroner i det omgivende vakuum.
I tillegg har russiske forskere laget en kompakt strømkilde for katodelampen, slik at den kan "klemmes" til størrelsen på en konvensjonell glødelampe eller dens LED-motpart. En lignende lampe, som bemerket av forskere, bruker bare 5,6 watt energi og produserer omtrent den samme mengden lys som en glødelampe på 25 watt.
I så henseende er det ikke dårligere enn verken LED eller konvensjonelle lysrør, men på samme tid påvirkes ikke holdbarheten og gløden i seg selv av omgivelsestemperaturen, den har et mer naturlig spekter og kan fungere i mer enn 10 tusen timer.
I tillegg inneholder disse lampene ikke importerte komponenter, krever ikke importerte råvarer for produksjon, og kan i prinsippet produseres på enhver innenriks elektrisk lampefabrikk. Forskere håper at oppfinnelsen deres vil bidra til at Russland fullstendig forlater bruken av kvikksølv i produksjonen av belysningsenheter.
