El nuevo prototipo de bombilla LED emite menos de la molesta luz azul

Las bombillas LED ofrecen una ventaja significativa sobre otros tipos de iluminación. Al ser más eficientes, requieren mucha menos electricidad para funcionar. No emiten calor indeseable como las bombillas tradicionales, y las mejores incluso duran largas lámparas fluorescentes.

Pero los LED no están exentos de problemas. Las preguntas se relacionan con vínculos sospechosos entre problemas de salud como fatiga, trastornos del estado de ánimo e insomnio por sobreexposición al color azulado. luz producido por las bombillas LED estándar de hoy. Además, los precios más altos pueden hacer que los compradores de bombillas consideren otras opciones.

El equipo de investigación de la Universidad de Houston, dirigido por Jakah Brgoch, profesor de química en la Facultad de Ciencias Naturales y Matemáticas e investigador principal del Centro de Superconductividad de Texas, está desarrollando el LED. bombilla que emite la mayor parte de su energía desde el segmento púrpura más seguro del espectro de luz visible. En lugar de simplemente enmascarar la luz azul, están desarrollando una clase única de materiales luminiscentes llamados fósforos que absorben la emisión de un solo color de un LED violeta y transforman la luz para cubrir la mayor parte del espectro visible.

“Nuestro grupo crea fósforos que no funcionan con el chip LED azul convencional que casi todas las bombillas LED utilizan actualmente, sino con un chip LED violeta. Esto esencialmente cambia el color de azul a púrpura como fuente base y luego transforma la luz LED violeta en la luz blanca de amplio espectro que vemos ”, explicó Brgoch. “Nuestro objetivo final es hacer que esta nueva bombilla de base violeta sea lo más eficiente en energía posible y también barata, permitiendo en última instancia a los consumidores llevar al mercado nueva tecnología de iluminación”.

Su investigación fue publicada recientemente en Materiales e interfaces ACS.

En este punto, puede mirar la bombilla LED estándar de su lámpara favorita y encontrar que su luz blanca está bien. Pero técnicamente hablando, en realidad no existe la luz blanca pura.

Coloque un prisma en esta bombilla y verá que su luz se descompone en longitudes de onda que muestran una hermosa variedad de bandas de colores del violeta al rojo; esto es lo que los científicos llaman espectro de luz visible. (Si su prisma no es útil, imagine que tiene su propio arcoíris. Se vería similar).

La luz de su lámpara se ve blanca porque sus ojos y cerebro trabajan juntos para fusionar la percepción humana de estas bandas de colores separadas en luz blanca que puede iluminar las palabras que está leyendo en este momento. Los diferentes tipos de bombillas enfatizan diferentes partes del espectro de luz visible.

Los ingenieros de las empresas de iluminación manipulan el equilibrio para crear una atmósfera específica. Un poco más de rojo da una luz blanca cálida y suave que es agradable a la luz. sala de estarmientras que los tonos azules fríos proporcionan una luz blanca nítida que se adapta mejor a la iluminación de la oficina. Pero fuera del laboratorio, era difícil evitar la tendencia de los LED a ser azules.

“A veces lo reconoces: son las bombillas LED más baratas. Y a veces parece agradablemente cálido luz blanca. Pero incluso en las bombillas más caras, si están basadas en un LED azul, todavía hay un componente significativo de luz azul brillando a través de ellas ‘, explicó el profesor.

Recientemente, los científicos se han centrado en cómo las frecuencias de luz afectan la salud.

“Con la llegada de la iluminación LED, las empresas comenzaron a tratar de comprender cómo las personas interactúan con la luz y, lo que es más importante, cómo la luz interactúa con las personas”, dijo Brgoch. “Cuando estás sentado en tu oficina, los tonos azules de tu luz son algo maravilloso porque te ayudan a mantenerte alerta. Pero la misma luz de la noche puede mantenerte despierto. Este es el equilibrio que necesitas lograr. Se trata de seguir el ciclo circadiano natural sin perturbaciones ”.

Los estudios del sueño revelan que la sobreexposición a las frecuencias azules durante la noche puede alterar hormonas como la melatonina, lo que a veces provoca insomnio, alteraciones de los ciclos del sueño y otros problemas. También se sospecha que la exposición excesiva a la luz azul es la causa de las cataratas. Curiosamente, los habitantes de la ciudad que viven entre farolas, semáforos y letreros comerciales iluminados con LED se enfrentan a más exposición diurna y nocturna a los LED que en los suburbios.

“No significa que debamos eliminar todos los archivos luz azul de tus bombillas. Necesitas algo de espectro azul. No se trata de eliminar el azul, sino de mantenerlo en un nivel razonable. Esto es lo que buscamos en nuestro trabajo ”, dijo el estudiante de doctorado Shruti Hariyani, autor del artículo.

De vuelta en el laboratorio, Brgoch y su equipo se centraron en identificar fósforos y descubrir cuáles de ellos son los más factibles en términos de eficiencia energética y economía para pasar a prototipos de bombillas. “Buscamos nuevos materiales como una forma de reducir el costo de estas lámparas. Siempre que tenga más materiales disponibles, los costos de licencia de patentes disminuirán y esto abarata las bombillas. Esta es una de nuestras fuerzas impulsoras ”, dijo Brgoch.

En busca de lo que Hariyani llama luz amigable para los humanos, el equipo de investigación está ocupado probando estos materiales potenciales.

“Me escucho decir” esto es diferente, esto es nuevo “cuando encontramos un fósforo adecuado que pueda combinarse con el violeta. Creo que este es mi momento Eureka”, dijo.

Por investigaciones no relacionadas directamente con el proyecto LED, Brgoch y Hariyani fueron recientemente galardonados con el Premio de Química de Materiales en 2021, el primer premio al Mejor Papel. El premio, otorgado por la División de Química Inorgánica de la Sociedad Química Estadounidense, reconoce las contribuciones sobresalientes a la química de los materiales y reconoce la investigación como un esfuerzo colaborativo.