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Le texture sugli addomi delle lucciole incrementeranno l’efficienza dei LED [EN]

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A cura di @DrVulcanLove (modificato).

Un articolo di Hackaday spiega che alla Penn State University hanno sperimentato delle nanostrutture ispirate alle increspature dell’addome delle lucciole per migliorare l’efficienza dei LED, portandola dal 50% al 90%. Come si può vedere nell’immagine centrale del relativo post al blog della Penn State, nei prossimi anni potremmo avere lampadine led che consumeranno approssimativamente la metà, per gli stessi lumen dichiarati sulla confezione, o saranno luminosi il doppio per lo stesso wattaggio.

I LED sono diodi che emettono luce fredda, in modo molto meno costoso rispetto alle tradizionali lampadine ad incandescenza. Per questo, dal 2012 tutte le nuove lampadine sono solo a base led nell’Unione Europea.

La resa di tali componenti, intesa come lumen generati rispetto ai watt che assorbono per accendersi, dipende dall’efficienza quantica e dall’efficienza di estrazione luminosa.

La prima dipende dal colore e le lunghezze d’onda della luce che vengono emesse. Siamo vicini al limite teorico da questo punto di vista: le reazioni di certi composti chimici che permettono di generare luce applicandoci del voltaggio o della corrente sono note e ben studiate.

La seconda, volgarmente, è la ‘trasparenza’ dei rivestimenti che avvolgono e proteggono taluni composti dentro al led, appena al di sotto dei gusci di plastica colorata che vediamo da fuori. Queste coperture sono tipicamente in wafer di zaffiro, con varie nano-increspature simmetriche studiate per far passare più luce (anche i wafer Loacker hanno le incresparture simmetriche, per farvi intendere meglio ed aumentare la salivazione). Sono strutture piramidali grandi una manciata di micrometri, come un globulo rosso medio, largo circa 8 μm.
I led venduti in commercio hanno questi tipo di rivestimento ed arrivano circa al 50% di efficienza di estrazione luminosa.

Le lucciole emettono luce fredda grazie all’enzima luciferasi ed un tipo di molecola detta luciferina. Ma non solo: le varie increspature (dette texture) del loro addome sono piuttosto storte da un lato (quasi fossero state pettinate), questo porta i fotoni ad essere riflessi casualmente da più angoli ad avere più punti da cui possano essere emessi.

Immagine da pixabay.


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