211service.com
Eldflugor inspirerar till ljusare lysdioder
Genom att efterlikna den taggiga strukturen hos en blixtbugslykta i ett lager ovanpå befintliga lysdioder, eller lysdioder, ökade ett team av forskare i Belgien, Frankrike och Kanada mängden ljus från halvledarenheten med upp till 55 procent .
Upplysande bugg: Buken på denna Photuris eldfluga är belagd med taggiga fjäll som hjälper insekten att lysa ljusare.
Mycket av ljuset som produceras av lysdioder reflekteras tillbaka in i enheten på grund av stora skillnader mellan hur ljus färdas genom LED-materialen jämfört med luft. Detta minskar drastiskt effektiviteten hos lysdioder, säger Annick Bay, doktorand vid universitetet i Namur i Belgien och första författare till studierna. Det självlysande ljuset som produceras av en eldfluga står inför en liknande utmaning när den reser ut ur insektens buk.
Ljusavskiljare: De taggiga fjällen på Photuris eldflugans lykta.
Författarna undersökte den mikroskopiska strukturen av buken på en eldfluga som hittats i Panama och upptäckte att insektens exoskelett i denna del av kroppen hade taggiga, felaktiga fjäll. Datorsimuleringar och bänkexperiment bekräftade att de skarpa kanterna på dessa skalor släpper ut mer ljus, rapporterade teamet i Optics Express.
I en andra rapport, också i Optics Express, beskriver Bay och kollegor vid University of Sherbrooke i Kanada hur ett lager av liknande taggigt material som de lade till en vanlig galliumnitrid-LED ökade mängden ljus som lyste från enheten med upp till till 55 procent. Att lägga till en sådan funktion till befintliga lysdioder kan spara energi, säger Bay, eftersom den skrovliga beläggningen gör att lysdioder lyser starkare.
En grupp koreanska forskare rapporterade nyligen att nanostrukturer i exoskelettet hos en annan art av eldflugor fungerar som ett antireflekterande lager, vilket hjälper mer ljus att skina ut ur insektens lykta. Teamet byggde lysdioder med unika linser inspirerade av dessa nanostrukturer som överförde 3 procent mer ljus.
Till skillnad från de nanostrukturinspirerade modifieringarna kan dock modifieringen i ojämn skala göras efterproduktion på konventionella lysdioder. En fördel med [vår] teknik är att den kan beläggas på nästan alla kommersiellt tillgängliga lysdioder, säger Bay.