Российские физики приготовили революцию на рынке люминесцентных ламп

Научная мысль не стоит на месте, исследователи тянутся к свету познания, что, разумеется, похвально. Но что особенно радует, их изобретения имеют прикладное применение и способны порадовать рядового обывателя, а не только собратьев по чистой науке.

Например, работа сотрудников кафедры вакуумной электроники Московский физико-технический институт (МФТИ) и ученых Физического института имени П. Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН) имеет практическое, и очень полезное применение. Возможно, оно позволит россиянам заметно сэкономить.

Ученые сумели создать и испытать прототип катодолюминесцентной лампы общего освещения. Она обладает феноменальной и не имеющей аналогов надежностью, долговечностью и силой света, основанных на явлении автоэлектронной эмиссии.

Свою работу исследователи опубликовали в мае в международном научном журнале Journal of Vacuum Science & Technology B, и она получила признание.

Мы привыкли пользоваться светодиодными лампочками, но это не единственный экономичный вариант общего освещения. Ученые с 80-х годов ХХ века пытаются найти применение для катодолюминесцентных светильников. Их действие основано на том же принципе, на котором работали кинескопы старых телевизоров.

Лабораторные прототипы катодолюминесцентных лампочек. Источник фото: Фото предоставлено авторами исследования

Свет, излучаемый подобной лампочкой, может проявляться в любой области спектра, от красной до ультрафиолетовой. Последний особенно востребован именно сейчас, так как вскоре вступит в действие международная Минаматская конвенция, подписанная Россией в том числе. Документ запрещает использование, производство и оборот бытовых приборов, содержащих ртуть. Она содержится, в частности, в люминесцентных лампах, получивших большую популярность в нашей стране.

Но уже в будущем году от них надо будет отказаться. Пользователям придется переходить на другие типы осветительных приборов, и катодолюминесцентные лампы в смысле экологичности как при эксплуатации, так и в случае утилизации, представляются наилучшим вариантом.

Стоит напомнить, что старые телевизоры с кинескопом отличались неприятной особенностью — они не начинали работу несколько секунд, пока катод не нагревался до рабочей температуры. В свое время этот же недостаток не позволил катодолюминесцентным лампам попасть в серийное производство и получить широкое распространение.

Источник фото: Pixabay

Японские и американские ученые пытались обойти проблему и создать автокатоды, работающие под действием только электрического поля, не требующие нагрева.

Однако пока никому из исследователей, занятых этой проблемой, не удалось придумать, как этого добиться.

И только российским исследователям удалось создать долговечный, эффективный и одновременно технологичный автокатод. К тому же, он достаточно доступен по затратам для того, чтобы попасть в серийное производство.

«Наш автокатод построен на основе обычного углерода. Но этот углерод работает не просто химикатом, а структурой: мы научились создавать из углеродных волокон такую конструкцию, которая не боится ионной бомбардировки, дает высокий эмиссионный ток, технологична и дешева в производстве. Это чисто наше ноу-хау, такой технологии нет больше нигде в мире», — сообщил «360» руководитель работы, профессор МФТИ и заместитель заведующего кафедрой вакуумной электроники Евгений Шешин.

По его словам, ученые особым образом обработали углеродный материал, что позволило сформировать на острие катода множество микровыступов размером в доли микрона. Они и позволяют создать почти на поверхности катода сверхвысокую напряженность электрического поля.

(А): стрелка указывает на излучающий катод. Увеличенное изображение излучающего катода, изготовленного из углеволокна (В). Источник фото: Фото предоставлено авторами исследования.

Исследователям также удалось решить еще одну важную задачу — они смогли создать настолько компактный источник питания лампочки, что он целиком размещается по периметру колбы лампы. При этом, почти не увеличивая ее размеры.

Судя по результатам испытаний прототипов, массовое производство новых ламп способно конкурировать со светодиодной продукцией Китая, а то и вытеснить с рынка и из квартир россиян опасные ртутные лампы.

«Наша лампочка не боится повышенных температур, в отличие от светодиода. И может эксплуатироваться там, где светодиод быстро потеряет яркость, например, в спотовых потолочных светильниках, где не обеспечивается хорошее охлаждение», — подчеркнул в беседе с «360» соавтор работы и сотрудник кафедры вакуумной электроники МФТИ Дмитрий Озол.

Особую ценность готовые к массовому производству лампы представляют еще и потому, что не требуют импортного сырья или комплектующих. Они могут производиться на любом отечественном электроламповом заводе.