Dott. David Carroll, direttore del Center for Nanotechnology and Molecular Materials presso la Wake Forest University, e lo studente laureato Greg Smith (camicia nera) guardano l'illuminazione FIPEL. Ken Bennett/Wake Forest University Le aziende adorano sicuramente le luci fluorescenti degli uffici; impiegati, non così tanto. Queste luci possono essere più efficienti dal punto di vista energetico rispetto alle tradizionali luci a incandescenza, ma tendono a tremolare, e dare uno strano, tinta gialla innaturale che alcuni si lamentano è dura per gli occhi. Peggio ancora, spesso emettono un ronzio continuo, che può diventare così fastidioso e snervante che, ad un certo punto, ti immagini come lo scienziato che è stato accidentalmente trasformato in un ibrido umano-insetto nel film horror del 1958 "The Fly".
Le persone hanno sopportato le carenze visive e uditive delle luci fluorescenti per più di 60 anni, da quando gli apparecchi che utilizzano la tecnologia hanno iniziato a diffondersi dopo la seconda guerra mondiale. Un articolo del 1947 sulla rivista Popular Mechanics, Per esempio, paragonavano il loro suono a "un'ape in volo nella quiete di una camera da letto" e consigliavano ai proprietari di casa di installarli in luoghi come soffitte e scantinati, dove non farebbero girare e rigirarsi i dormienti [fonte:Brown]. Mentre i tubi fluorescenti più recenti non ronzano tanto quanto i loro predecessori, fanno ancora abbastanza rumore da essere tormentosi.
Ma c'è una nuova lampadina all'orizzonte, che dura più a lungo di una luce fluorescente ed è silenzioso; utilizza meno energia di una lampadina a incandescenza e o addirittura a luce fluorescente compatta (CFL); e non emette la luce bluastra del CFL o del diodo ad emissione luminosa (Lampadina a LED. I ricercatori della Wake Forest University in North Carolina e del Trinity College in Irlanda hanno sviluppato un nuovo tipo di lampada basata su tecnologia elettroluminescente polimerica indotta dal campo , conosciuto anche come FIPEL . Stanno già lavorando con una società chiamata CeeLite per produrre luci FIPEL e sperano di averle sul mercato consumer entro la fine del 2013 [fonte:Neal, Spettro]
In questo articolo, spiegheremo come funziona l'illuminazione FIPEL e perché molti la vedono come un progresso potenzialmente enorme.
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General Electric introdusse per la prima volta le lampade fluorescenti alla Fiera mondiale di New York del 1939. Furono subito un successo con le industrie perché le lampade avevano una lunga durata e quindi costavano meno da installare e mantenere. Ma non erano così popolari tra la gente comune a causa di quel maledetto ronzio di luce e della luce dura emessa dalle lampade [fonte:Adams]. Da dove viene?
Le luci fluorescenti sono fondamentalmente dei tubi depositati con una miscela di un gas inerte, come l'argon, e un po' di mercurio. Quando la corrente elettrica viene pompata nel tubo, gli elettroni si scontrano con gli atomi di mercurio, eccitandoli e facendoli rilasciare luce ultravioletta [fonte:Adams]. Materiale chiamato fosfori , che riveste l'interno del tubo, converte l'ultravioletto in luce visibile. Il problema è che se lasciato a se stesso, la corrente continuerebbe a salire nel tubo a livelli pericolosi, finché non ha fatto scattare l'interruttore automatico di casa tua. Un dispositivo chiamato a zavorra impedisce che ciò accada, creando un campo magnetico che ostruisce il flusso di corrente quanto basta per tenerti al sicuro [fonte:Adams].
In particolare nei vecchi apparecchi di illuminazione fluorescente, il campo magnetico del ballast tende a provocare un effetto chiamato magnetostrizione . Ciò significa che il campo magnetico in realtà schiaccia il nucleo della zavorra, alterandone leggermente la forma. Che fa squittire il tuo apparecchio fluorescente ancora e ancora, circa 120 volte al secondo [fonte:Adams]. Probabilmente non potresti progettare una tecnologia di tutti i giorni per essere più fastidiosa. Ecco perché ci è voluta una tecnologia completamente nuova per aggirare il problema.
Il lato positivo del buzzI trasduttori magnetostrittivi sono stati utilizzati dai sistemi sonar per far rimbalzare il suono sul fondo dell'oceano e rilevare gli U-Boot di Hitler durante la seconda guerra mondiale [fonte:Physics 24/7].
Wanyi Nie, ricercatore post-dottorato della Wake Forest University con la tecnologia FIPEL. Ken Bennett/Wake Forest University I ricercatori di Wake Forest e Trinity in realtà non hanno inventato la tecnologia FIPEL - il primo documento su di esso sembra essere stato pubblicato da ricercatori austriaci nel 1992 - ma il loro dispositivo è il primo a trasformarlo in una valida fonte di luce [fonte:Dillow , Grem, et al].
Invece del mercurio o dei filamenti delle vecchie lampadine a incandescenza, Le luci FIPEL contengono più strati di polimeri – plastica – imbevuti di un composto di iridio e un piccolo numero di nanotubi di carbonio. Questi ultimi sono strutture cilindriche, costruiti in laboratori minuscoli come 1/10, 000esimo il diametro di un capello umano! Rispetto ai materiali convenzionali, questi nanomateriali hanno molte caratteristiche nuove, come una maggiore forza, reattività chimica e/o conducibilità [fonte:Commissione Europea]. Quando la corrente elettrica scorre nel tubo FIPEL, lo stimola a produrre luce proprio come fa la corrente elettrica che passa attraverso il mercurio in un tubo fluorescente. Quell'energia viene filtrata attraverso i polimeri per creare luce [fonti:Dillow, Elettronica settimanale].
Dal punto di vista energetico, la luce FIPEL è due volte più efficiente dal punto di vista energetico rispetto a una CFL, all'incirca come un LED. Ma non ha sostanze chimiche caustiche come il CFL che contiene una piccola quantità di mercurio. E poiché è di plastica, il FIPEL è facile da riciclare. La lampadina ha una durata di 25, 000 a 50, 000 ore, all'incirca come il LED. David Carroll, professore di fisica di Wake Forest, chi è l'inventore, ha detto che ha avuto una lampadina accesa nel suo laboratorio per un decennio [fonte:Neal, Spettro].
I ricercatori affermano che le luci FIPEL possono essere prodotte per produrre praticamente qualsiasi colore di luce visibile nello spettro solare. Come ha detto Carroll alla BBC, Le luci FIPEL sono di gran lunga superiori alle CFL. "[Le CFL] hanno un colore bluastro, tinta dura per loro, " Carroll ha spiegato. "Non è davvero accomodante per l'occhio umano; le persone si lamentano del mal di testa e il motivo è che il contenuto spettrale di quella luce non corrisponde al Sole:il nostro dispositivo può corrispondere perfettamente allo spettro solare.
"Siamo più luminosi di una di queste lampadine a spirale e posso darti qualsiasi sfumatura a quella luce bianca che desideri, " Ha aggiunto Carroll [fonte:McGrath].
Inoltre, perché sono di plastica, Le luci FIPEL possono essere modellate in un'ampia varietà di forme:dalle lampadine che si inseriscono nelle vecchie prese progettate per le lampadine a incandescenza a grandi lastre o pannelli che potrebbero adattarsi agli spazi sopra i pannelli del soffitto e dietro le pareti, in modo che un morbido, la luce discreta può essere distribuita uniformemente in una stanza [fonte:Dillow].
Quanto al costo, un consulente di gestione per CeeLite ha affermato che le lampadine FIPEL prodotte dovrebbero costare meno dei LED ma un po' più delle CFL [fonte:Spector].
Un critico si è chiesto se in realtà FIPEL fosse effettivamente una svolta, poiché i LED bianco caldo sono già disponibili (senza la tinta bluastra) e le CFL hanno solo una minuscola quantità di mercurio, troppo poco per essere un pericolo ambientale [fonte:Holloway]. Ma la maggior parte della reazione è stata positiva. Il sito web Engadget, Per esempio, chiamato FIPEL il "super-lampadina" [fonte:Cooper].
La luce fluorescente ha molte strane associazioni per me. Quando ero un ragazzo negli anni '60, Passavo molto tempo nel reparto animali del negozio Five-and-Ten di Woolworth, ammirando i coloratissimi pesci tropicali e la varietà di tartarughe, camaleonti e altre minuscole creature rettiliane che trascorrevano la loro breve vita in minuscoli terrari di vetro, circondato da piante di plastica e immerso in un inquietante, luce fluorescente tremolante. Anni dopo, quando lavoravo in un angolo senza finestre di un giornale, Ho trascorso lunghi giorni e notti immerso nello stesso tipo di bagliore innaturale dal ronzio, plafoniere tremolanti. Alla fine ho capito come si sentivano quei rettili.
