การพัฒนาใหม่ในวัสดุไฟ LED
ในบ้าน ที่ทำงาน และพื้นที่สาธารณะ ไฟ LED ได้เข้ามาแทนที่หลอดไส้และหลอดฟลูออเรสเซนต์แบบเดิมๆ มากขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ไดโอดเปล่งแสงหรือ LED มีความทนทานมากกว่า ให้ความร้อนน้อยกว่า และใช้พลังงานน้อยกว่าหลอดไฟทั่วไป อย่างไรก็ตาม อาจมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการผลิตและการกำจัด เพื่อที่จะปรับปรุงเทคโนโลยี LED และทำให้มีความยั่งยืนมากขึ้น ผู้ผลิตและนักวิชาการมักจะมองหาวัสดุและวิธีการใหม่ๆ อยู่เสมอ
กราฟีนเป็นสารที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลัก ซึ่งบางมาก แข็งแรง และยืดหยุ่น ทำให้เป็นหนึ่งในวัสดุที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับ LED เนื่องจากมีค่าการนำแสงและไฟฟ้าที่เหนือกว่า กราฟีนจึงเป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ เช่น LED อินเดียมทินออกไซด์ (ITO) ซึ่งมีราคาสูงและเปราะบางอาจถูกแทนที่ด้วยกราฟีนเป็นอิเล็กโทรดโปร่งใสในการใช้งาน LED ตามที่นักวิจัยได้แสดงให้เห็นก่อนหน้านี้ ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นและต้นทุนที่ลดลงสำหรับการผลิต LED อาจเป็นผลมาจากอิเล็กโทรดที่ใช้กราฟีน
Perovskite เป็นอีกหนึ่งสารที่แสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าของเทคโนโลยี LED สารประกอบแร่ที่เรียกว่าเพอรอฟสไกต์มีโครงสร้างผลึกพิเศษที่ช่วยให้ดูดซับแสงแดดและเปลี่ยนให้เป็นพลังงานไฟฟ้าได้ นักวิจัยกำลังเริ่มพิจารณาการใช้เซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้ perovskite ใน LED เนื่องจากมีอัตราประสิทธิภาพที่ดีเยี่ยม กลุ่มนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ค้นพบในปี 2561 ว่าอนุภาคนาโนของเพอร์รอฟสไกต์อาจปรับปรุงสีและความสว่างของ LED พวกเขาค้นพบว่าแสงสีฟ้าส่วนเกินสามารถถูกดูดซับโดยอนุภาคเพอร์รอฟสไกต์ และปล่อยออกมาอีกครั้งเป็นแสงสีแดงหรือเขียว ทำให้เกิดเฉดสีที่สดใสและบริสุทธิ์มากขึ้น ประสิทธิภาพและความเที่ยงตรงของสีที่มากยิ่งขึ้นอาจเป็นผลมาจากการใช้เพอร์รอฟสไกต์เป็นชั้นฟอสเฟอร์ใน LED
วัสดุอินทรีย์หรือที่เรียกว่า OLED (ไดโอดเปล่งแสงอินทรีย์) เป็นวัสดุอีกประเภทหนึ่งที่มีศักยภาพในการเปลี่ยนหลอดไฟ LED ได้อย่างสมบูรณ์ เมื่อมีการจ่ายกระแสไฟฟ้า สารเคมีที่มีคาร์บอนซึ่งใช้ในการผลิต OLED จะผลิตแสง แม้ว่าปัจจุบัน OLED จะถูกนำมาใช้ในหน้าจอขนาดเล็กเช่นเดียวกับที่เห็นในสมาร์ทโฟน แต่นักวิจัยกำลังมองหาการใช้ OLED ในแอพพลิเคชั่นแสงสว่างขนาดใหญ่ เมื่อเปรียบเทียบกับ LED ทั่วไป OLED มีข้อดีหลายประการ รวมถึงความสามารถในการสร้างแสงในทุกทิศทาง ทำให้เกิดแสงที่สม่ำเสมอมากขึ้น เหมาะสำหรับการออกแบบระบบแสงสว่างในสถาปัตยกรรมเนื่องจากมีความยืดหยุ่นและโปร่งแสง
อายุการใช้งานที่จำกัดของสารอินทรีย์ซึ่งอาจเสื่อมลงอย่างรวดเร็วและค่อยๆ สูญเสียความสว่าง คือหนึ่งในปัญหาของเทคโนโลยี OLED ในทางกลับกัน นักวิทยาศาสตร์กำลังสร้างสารเคมีชนิดใหม่ที่มีความคงทนและเสถียรมากขึ้น วัสดุ OLED ชนิดใหม่ซึ่งมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า OLED แบบดั้งเดิมถึงสี่เท่านั้นถูกสร้างขึ้นในปี 2020 โดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยมิชิแกน เพื่อสร้างโครงสร้างผลึกที่มั่นคง วัสดุใหม่จะรวมไอออนของโลหะเข้ากับลิแกนด์อินทรีย์ วัสดุตระกูลใหม่นี้อาจส่งผลให้ OLED มีความแข็งแกร่งและมีประสิทธิภาพมากขึ้น รวมถึงโอกาสใหม่สำหรับการออกแบบสถาปัตยกรรมและแสงสว่าง
จุดควอนตัมซึ่งเป็นอนุภาคเซมิคอนดักเตอร์ขนาดเล็กที่มีความสามารถในการสร้างแสงในเฉดสีที่หลากหลาย ถือเป็นวัสดุใหม่อีกชนิดหนึ่งสำหรับระบบไฟ LED เมื่อเปรียบเทียบกับฟอสเฟอร์ทั่วไป จุดควอนตัมให้สีที่หลากหลายกว่าและความเที่ยงตรงของสีที่เหนือกว่า เมื่อใช้เป็นวัสดุฟอสเฟอร์ในไฟ LED ประสิทธิภาพของไฟ LED สีขาวอาจเพิ่มขึ้นโดยการปรับจุดควอนตัมเพื่อสร้างแสงเฉพาะในแถบสเปกตรัมสีน้ำเงินเท่านั้น นอกจากนี้ ยังมีการตรวจสอบจุดควอนตัมเพื่อใช้ในระบบไฟอัจฉริยะ ซึ่งอาจปรับเปลี่ยนความสว่างและอุณหภูมิสีให้เหมาะกับการตั้งค่าและอารมณ์ต่างๆ ได้
นาโนคริสตัลซึ่งอาจใช้ในการควบคุมลักษณะของแสง และอนุภาคขนาดเล็กและนาโนซึ่งสามารถเพิ่มการกระจายตัวของแสงและลดแสงสะท้อน เป็นวัสดุอื่นๆ ที่อาจมีอิทธิพลต่อไฟ LED ในอนาคต วัสดุใหม่เหล่านี้เปิดทางเลือกใหม่ด้านการออกแบบ ประสิทธิภาพ และความยั่งยืนสำหรับไฟ LED
โดยสรุป ไฟ LED ได้ก้าวหน้าไปอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา และได้เข้ามาแทนที่ไฟแบบเดิมๆ ในการใช้งานหลายอย่าง อย่างไรก็ตาม เราต้องมองหาวัสดุและเทคโนโลยีใหม่ๆ อย่างต่อเนื่องเพื่อปรับปรุงระบบไฟ LED ด้วยเหตุผลทางการเงินและสิ่งแวดล้อม ในขณะที่เรามุ่งสู่อนาคตที่ยั่งยืนมากขึ้น โชคดีที่นักวิทยาศาสตร์และผู้ผลิตกำลังสร้างและประเมินวัสดุใหม่ๆ เช่น กราฟีน เพอร์รอฟสไกต์ OLED จุดควอนตัม และนาโนคริสตัล ซึ่งจะยังคงมีอิทธิพลต่อไฟ LED ต่อไปในอนาคต
https://www.benweilighting.com/professional-lighting/led-sensor-light-bulb/smart-sensor-led-light-bulb.html
