Ruski fiziki so ustvarili prototip svetilke, ki je načeloma podoben epruveti za televizijsko sliko, ki ima značilnosti zanesljivosti, trajnosti in svetlobne jakosti, ki jih nihče drug na svetu ni dosegel. "Recept" za njegovo sestavljanje in prvi rezultati preverjanja so bili predstavljeni v Journal of Vacuum Science & Technology.
Navadne žarnice so dolgo časa služile kot glavni vir svetlobe v hišah, katerih prvi prototipi so se pojavili konec 19. stoletja po zaslugi poskusov Lodygina, Edisona in drugih svetilk znanosti tistega časa. Šele pred kratkim so jih začeli nadomeščati alternativni kompaktni svetlobni viri, vključno z LED in fluorescenčnimi oddajniki.
Kljub nizki porabi energije in sorazmerni vzdržljivosti imajo takšni viri razsvetljave veliko pomanjkljivosti, začenši z nenaravnim spektrom sevanja in končajo z dejstvom, da njihova proizvodnja ali svetilke same vsebujejo živo srebro in druge strupene snovi. Vse to prisili znanstvenike in inženirje, da iščejo zamenjavo zanje in "ponovno izumijo" obstoječe vrste žarnic.
Na primer, pred štirimi in tremi leti so fiziki iz Južne Koreje in Združenih držav Amerike ustvarili posebne prevleke in grafenske nitke za običajno žarnico z žarilno nitko, ki je večkrat povečala njeno učinkovitost in naredila varčnejšo od obeh vrst "varčnih" žarnic.
Kot poroča tiskovna služba MIPT, je Ozol in njegovim sodelavcem na Phystechu in Inštitutu za fiziko Ruske akademije znanosti naredil nekaj podobnega, korenito izboljšal zasnovo tako imenovanih katodoluminiscenčnih sijalk.
Takšne svetlobne naprave obstajajo že več kot pol stoletja, vendar so bile deležne izjemno omejene distribucije zaradi dejstva, da so bile opazno večje po velikosti od svojih "tekmecev", vklopile so se tako počasi kot fluorescenčne sijalke in zaostajale približno dvakrat za LED z vidika energetske učinkovitosti.
Te pomanjkljivosti so posledica dejstva, da katodne sijalke delujejo na približno enakem principu kot slikovne cevi starih televizorjev. V resnici gre za bučko, prevlečeno s posebno fosforno snovjo. Žari, ko ga "bombardirajo" elektroni, ki jih oddaja katoda, negativno nabita elektroda ali "pištola z elektronskimi žarki".
V večini takšnih naprav negativno nabiti delci ne začnejo zapuščati katode takoj, ampak šele po tem, ko se ogreje in doseže svojo delovno temperaturo. Zaradi tega se cevi za TV sliko in stare katodne sijalke ne vklopijo takoj, ampak po nekaj sekundah.
Promocijski video:
To težavo je mogoče rešiti z uporabo tako imenovanih poljskih emisijskih katod, elektrod posebne naprave, ki lahko zaradi kvantnega tuneliranja v hladnem stanju "strelja" elektrone.
Takšne "elektronske puške" so bile prej uporabljene za ustvarjanje vakuumskih cevi za prve primitivne računalnike, pa tudi sisteme za osvetlitev ozadja za zaslone s tekočimi kristali. Kljub prizadevanjem znanstvenikov in inženirjev jim ni uspelo narediti trajnih, kompaktnih in poceni, zato so dali pot tranzistorjem in LED.
„Naša avtokatoda je zgrajena na običajnem ogljiku. Deluje ne le kot kemikalija, ampak kot struktura: naučili smo se, kako ustvariti strukturo iz ogljikovih vlaken, ki se ne boji bombardiranja z ioni, daje visok emisijski tok, je tehnološko napredna in poceni za izdelavo. To je zgolj naše znanje, takšne tehnologije ni nikjer drugje na svetu, je dejal Evgeny Sheshin, profesor na MIPT.
Kot je opozoril fizik, so znanstveniki za to konico katode obdelali tako, da je postala kot nekakšna krtača ali glavnik, prekrit s številnimi mikroproturi, delček mikrona debel. Ustvarijo izjemno visoko jakost električnega polja v bližini površine katode, ki izloči elektrone v okoliški vakuum.
Poleg tega so ruski raziskovalci ustvarili kompaktni vir energije za katodno svetilko, ki omogoča, da se "stisne" do velikosti običajne žarnice z žarilno nitko ali njenega LED kolega. Podobna svetilka, kot so zapisali znanstveniki, porabi le 5,6 vatov energije in proizvede približno enako količino svetlobe kot 25-vatna žarnica.
V tem pogledu ni slabša niti LED niti običajnim fluorescentnim sijalkam, hkrati pa na njegovo zunanjo temperaturo ne vplivajo trajnost in sijaj, ima bolj naraven spekter in lahko deluje več kot 10 tisoč ur.
Poleg tega te svetilke ne vsebujejo uvoženih komponent, ne zahtevajo uvoženih surovin v proizvodnji in jih načeloma lahko proizvajajo v kateri koli domači tovarni električnih žarnic. Znanstveniki upajo, da bo njihov izum pomagal Rusiji, da popolnoma opusti uporabo živega srebra pri proizvodnji svetlobnih naprav.
