科学家利用纳米粒子技术让LED灯变得更亮、寿命更长

据外媒报道，跟白炽灯相比，LED灯泡以使用相对较少的电能产生大量的光而闻名。然而根据一项新的研究，一层薄薄的纳米颗粒可以让它们表现得更好。一个典型的LED二极管由发光的LED芯片组成，其周围是一个透明的保护性圆顶外壳/透镜。虽然芯片产生的大部分光直接穿过外壳，但也有一部分被反射回内部。

不幸的是，反射的光被浪费了，因为它没有进入二极管的环境来提供照明。此外，它还会提高二极管内部的温度，导致芯片的降解速度加快--这意味着LED最终不会像其他照明方式那样持续很长时间。

为了寻求这个问题的解决方案，伦敦帝国理工学院和印度理工学院的科学家们最近开发了一个计算机模型，在这个模型中，一层透明的廉价金属纳米颗粒被添加到LED芯片及其外壳之间。

这些粒子的作用有点像微透镜网格，其改变光线跟外壳材料接触的角度。结果，超过20%的光都能够通过而不再是被反射回来。这意味着同样的电量可以释放出更多的光，再加上LED的温度应该更低，因此使用寿命会变得更长。

现在的计划是利用这项技术生产原型二极管，这样纳米颗粒材料、大小、形状和间距等变量就可以被测试和调整。

IIT Guwahati的Debabrata Sikdar博士是该研究论文的合著者，他表示：“虽然之前已经提出过对外壳进行改进的建议，但大多数都会让LED变得更笨重或更难以制造从而降低了改进带来的经济影响。我们认为，基于基本理论和我们进行的详细、平衡的优化分析，我们的创新可以引入到现有的制造流程中，且几乎不会造成破坏或增加体积。”

相关研究报告已发表在《Light: Science & Applications》上。