@ 2016.01.13 , 22:00
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白炽灯的逆袭:新型「光回收」,胜过节能LED

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自十九世纪问世以来,传统的白炽灯泡为人类带来巨大益处;然而近年来,由于其能源效率极低,人类开始逐渐淘汰白炽灯,青睐更为环保的产品。不过,局面或许终有一日能得到扭转。美国科学家研制出了一种新型白炽灯泡,能够高效地回收光。研究人员表示,如果这种技术能够实现其潜能,那么它将比如今的常见节能灯更加省电,包括紧凑型荧光灯和发光二极管(LED)灯泡。

白炽灯的工作原理是:将细金属丝(通常是钨)加热至约2,700摄氏度的极高温度,热量使得金属丝发出可见光,同时产生大量不可见的多余辐射(包括红外线)。这意味着,白炽灯会浪费95%以上的能量,其中绝大多数转化为热。因此,节能灯日渐增长,取代了白炽灯。

但假如我们能将这些多余的热量和能量利用起来呢?这正是麻省理工学院的研究人员所做的事,他们发明了两阶段的“光回收”白炽灯。第一阶段和传统方法无异;但在第二阶段中,研究人员在灯丝附近放置了一种结构。该结构由光子晶体的一种形式制成,它能够捕捉多余的辐射,并将它们反射回灯丝,使它们被重新吸收、重新作为可见光发出。

研究人员的挑战在于寻找适当的材料,它需要既能反射红外辐射、又能通过可见光。他们的关键进展在于设计出一种光子结构,这种结构既能传输可见光、又能反射多种角度的红外线。常见的光子过滤器通常只能处理单一的入射角,而他们则需要扩展至所有角度。

研究人员所研制出的纳米光子干预系统将传统白炽灯泡的能源效率提升了几乎3倍,从原来的2%-3%提升至了6.6%。尽管这尚不如紧凑型荧光灯(7%-13%)和LED灯(5%-13%),但他们相信这项技术的未来前景可达40%。也就是说,白炽灯泡或许终有一日能回归超市货架。

但在那天到来之前,我们仍旧应该使用如今的节能灯,正如研究人员所说:

LED灯是好东西,人们应该购买它们。然而,理解“光和热”的这些基本性质非常重要。

本文译自 sciencealert,由译者 蛋花 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 28+1

  1. 有求必应大喵神
    @2 years ago
    3036903

    还是白炽灯的光线舒服。

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  2. 阿多
    @2 years ago
    3036905

    白炽灯其实也挺好的,小时候有个白炽灯台灯,冬天看书特暖和

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  3. wjking512
    @2 years ago
    3036907

    老式白炽灯的缺点是不能摸,不能正眼看。而LED的缺点是会闪,在家拍慢动作视频简直没法看。

    [14] XX [6] 回复 [0]
  4. lefteris
    @2 years ago
    3036908

    白炽灯黄色的灯光很温暖

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  5. 幕后煮屎者
    @2 years ago
    3036910

    LED灯是个好东西,但它妈的驱动板不是什么好东西,驱动版类似于一个小的变压器让220伏交流电变为合适LED灯的电压电流,隔几个月就烧掉这个电路板,还不如白炽灯稳定,一烧几十年。

    [7] XX [29] 回复 [0]
  6. 一大啵僵尸
    @2 years ago
    3036917

    @幕后煮屎者:那是因为你买的是垃圾LED,阻容驱动板。现在好的LED都是恒流源,频率上KHz,散热好用几年都不坏。

    [42] XX [2] 回复 [0]
  7. 3036918

    @wjking512:
    LED才是不能直看的。LED的本质是某个我们肉眼能分辨的激光波频,白炽灯的光线是最舒服,正眼看都不觉得刺眼的。

    [9] XX [29] 回复 [0]
  8. ark12211
    @2 years ago
    3036927

    我更喜欢白色的光,黄色光会让我头晕@_@

  9. 甄爱碧仙
    @2 years ago
    3036929

    白炽灯又得一分,节能灯还需努力啊

  10. 3036935

    LED蓝光瞎眼,到底是阴谋论、反智、微信段子还是确有其事,什么时候走进科学能说道说道?

  11. 3036938

    @wjking512: 你买的啥牌子的led?我用飞利浦的led球泡,什么灵异都没有。

  12. 3036948

    我反正不信,你回收了光,那热呢?

  13. 莎啦啦我要金克拉
    @2 years ago
    3036998

    @幕后煮屎者: 你那个都是地摊货吧,阻容降压的led当然容易挂,好的led都是恒流源的,那个效率和寿命不知道强多少倍

  14. 浮生
    @2 years ago
    3037010

    既然考虑材料的话,可以把”热量“折射回去的材料可不便宜。这样成本过高,买的人自然少得可怜,都是特殊情怀的人。。。。既然如此 谈逆袭还早得很呢,果然标题党233

  15. 隐身衣
    @2 years ago
    3037018

    以前家门口有两家餐厅,一家白炽灯,一家节能灯,白炽灯那家生意特好,节能灯那家的生意就和他家的灯管颜色一样惨淡

    [10] XX [2] 回复 [0]
  16. 橙橙
    @2 years ago
    3037023

    论舒服还是卤素灯好一些吧

  17. 3037025

    这年头还在玩光子晶体,呵呵呵

  18. cesium
    @2 years ago
    3037057

    @dbqp:

    [查看原图]

    图里从上到下是视觉色素的浓度,从左到右是细胞存活率,凋亡率,和死亡率。415~455nm波段的蓝光会同时加速视网膜色素上皮细胞的凋亡和死亡。但是465~495nm波段的蓝光对生物节律至关重要。

    感受一下相关波段的颜色
    [查看原图]

    出处:
    Arnault, Emilie, et al. “Phototoxic action spectrum on a retinal pigment epithelium model of age-related macular degeneration exposed to sunlight normalized conditions.” PloS one 8.8 (2013): e71398.

    http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0071398

  19. 3037075

    量子点led才能拯救我们

  20. 没有人
    @2 years ago
    3037126

    白炽灯其实挺舒服的。。。就是这么没了

  21. 神响
    @2 years ago
    3037132

    DLP才是未来。。哦不对,你们是在说照明灯

  22. 3037140

    小编你看看原文最后两节,这标题不合适。其他网站也就算了,煎蛋小编应该对自己要求高一点。

  23. sarcophile
    @2 years ago
    3037215

    想看着舒服,暖色节能灯也不错啊

  24. 3037288

    LED有黄色灯啊,关键是节能,相同亮度瓦数低好多,不过确实闪瞎眼………….

  25. 3037576

    冬天的晚上不论光还是热我都需要!
    所以白炽灯有什么问题么……

  26. 861571804@qq.com
    @2 years ago
    3038251

    昏黄的灯光,即使再省电,用着舒服吗

  27. liusuliang
    @2 years ago
    3039245

    @wjking512: 买无频闪的LED这个问题可以解决

  28. 3298879

    我啊,我以前冬天用白炽灯,书桌上的白织灯。弄过爆米花。真香啊。

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