在全球照明行業(yè)呈現(xiàn)百花齊放般繁華的背后，總有著一群為產(chǎn)業(yè)前沿科技變革默默奉獻(xiàn)的科技工作者。他們用孜孜不倦努力凝聚而成的智慧結(jié)晶，突破了一道道此前無人逾越的技術(shù)難關(guān)，將普照世人的燈光提升至一個時代的新高度。

06.全球首款超8W深紫外LED便攜式照射機

　　2022年12月，日本的信息通信研究機構(gòu)(NICT)宣布，該機構(gòu)的未來ICT研究所室長井上振一郎的研究團(tuán)隊在全球首次成功研發(fā)出了功率超過8W的深紫外LED便攜式照射機。該照射機通過多芯片封裝發(fā)光波長在265nm波段的高強度深紫外LED，以電池驅(qū)動，實現(xiàn)了可隨身攜帶的小型便攜機，并以豬冠狀病毒確認(rèn)了該設(shè)備可迅速滅活大范圍病毒。

　　NICT利用該小型便攜式照射機，對豬冠狀病毒(PEDV)的定量照射效果進(jìn)行了評估。結(jié)果證實，該設(shè)備可以在極短的照射時間(30秒以下)內(nèi)，使直徑100cm內(nèi)的大范圍內(nèi)的病毒99.99%以上失去活性。這是全球首個利用高功率LED便攜式照射機對大范圍病毒進(jìn)行短時間照射、達(dá)成極高病毒滅活率的實證案例。

　　該小型便攜機包含安裝基板、驅(qū)動電源、電池在內(nèi)，全部收納于小型機箱內(nèi)，可隨身攜帶在任何地方都能進(jìn)行高功率深紫外光照射。因此，該設(shè)備在醫(yī)院、公共商業(yè)設(shè)施、交通工具等多種場合都具有高度的實用性、通用性，具有較好的殺菌應(yīng)用前景。此外，對于以往難以噴灑液體消毒劑的場所，該設(shè)備也能迅速殺菌、消毒，作為防止新冠病毒感染擴(kuò)大和提高公共衛(wèi)生水平的革新技術(shù)而備受關(guān)注。

　　目前，該小型便攜式照射機還處于研究開發(fā)得實證階段，NICT正在推進(jìn)將研發(fā)成果向民營企業(yè)進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)移和面向?qū)嵱没呐e措。今后還將推進(jìn)實現(xiàn)高功率深紫外LED量產(chǎn)的實用化技術(shù)研發(fā)，通過與民營企業(yè)的合作、技術(shù)轉(zhuǎn)移，力爭在約兩三年內(nèi)實現(xiàn)實用化和產(chǎn)品化。

07.適用光信號傳遞與照明的生物混合發(fā)光器件

　　2022年9月，來自美國加州大學(xué)圣迭戈分校的Shengqiang Cai等研究者介紹了一種簡單的方法，通過將生物性發(fā)光的單細(xì)胞海洋藻類甲鞭藻封裝在軟彈性體室中，來創(chuàng)建一種高魯棒性和無動力的軟生物雜交機械發(fā)光。

　　研究人員探討利用海洋生物發(fā)光的常見來源、生物性發(fā)光的鞭毛藻和單細(xì)胞海洋藻類，構(gòu)建一種軟而堅固的生物混合機械發(fā)光裝置的可行性。生物發(fā)光生物廣泛分布在海洋和陸地環(huán)境中，其發(fā)光功能包括防御捕食者、吸引配偶、吸引獵物和照明，以及種內(nèi)交流。

　　研究人員提出了一種簡單的方法，將生物發(fā)光的鞭毛藻與軟材料相結(jié)合，以構(gòu)建一種高度可拉伸、無功率和超敏感的機械發(fā)光。鞭毛藻生物發(fā)光是一種對機械應(yīng)力的反應(yīng)，由于流動和觸摸，涉及一個復(fù)雜的細(xì)胞內(nèi)信號通路。這種生物發(fā)光是一種明顯顯著的現(xiàn)象，經(jīng)常發(fā)生在沿海地區(qū)。低至幾個Pa的壓力水平可以激活鞭毛藻的生物發(fā)光，從刺激到反應(yīng)的潛伏期僅為15-20 ms，從而產(chǎn)生超高和接近瞬時的力敏感性。

　　最值得注意的是，鞭毛藻可以非常健壯，通過功能性生物發(fā)光響應(yīng)耐受不同的條件，作為海洋和實驗室可視化的機械應(yīng)力報告。

08.可減慢青少年獼猴眼軸發(fā)育的低相關(guān)色溫人工照明光源

　　2022年3月9日，中國科學(xué)院昆明動物研究所透露，該所胡新天課題組聯(lián)合研究發(fā)現(xiàn)：低相關(guān)色溫的人工照明光源可以減慢青少年獼猴的眼軸發(fā)育。

　　課題組使用32只幼猴作為研究對象，采用由不同相關(guān)色溫(Correlated Color Temperature, CCT)構(gòu)成的四種典型光源，研究CCT與眼軸增長之間的關(guān)系。在經(jīng)過365天的觀察后發(fā)現(xiàn)，低CCT光照下的獼猴的眼軸增長顯著小于高CCT光照下的獼猴的眼軸增長，并且在整個觀察期間，這種效應(yīng)是持續(xù)和穩(wěn)定的。

　　該成果是國內(nèi)外第一次系統(tǒng)的關(guān)于常規(guī)照明光源色溫與眼軸發(fā)育關(guān)系的報道。由于眼軸過度增長是青少年近視的主要原因，這些結(jié)果有可能為預(yù)防青少年近視提供新的手段和方法。

09.全球首款量子點LED智能照明系統(tǒng)

　　2022年8月，英國劍橋大學(xué)的研究者結(jié)合印刷納米技術(shù)、色彩科學(xué)和先進(jìn)計算方法成功開發(fā)了一款LED智能照明系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用多種顏色，目的是更精準(zhǔn)地模擬白光。

　　研究團(tuán)隊利用量子點技術(shù)，發(fā)現(xiàn)使用典型LED中所用三原光色以外的更多顏色，能夠通過寬顏色可控性及高演色性性能更加精準(zhǔn)地再現(xiàn)日光。在研究過程中，研究者開發(fā)了一種結(jié)合系統(tǒng)級色彩優(yōu)化、器件級光電模擬和材料級參數(shù)提取的量子點LED架構(gòu)。同時，基于機器學(xué)習(xí)中用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的色彩優(yōu)化算法、以及電荷輸運和光發(fā)射建模的新方法制造了一個計算設(shè)計框架。

　　值得注意的是，研究者選用特定尺寸(直徑3-30nm)的量子點，克服了LED的一些實際限制，從而獲得驗證團(tuán)隊的預(yù)測所需的發(fā)射波長。本次開發(fā)的量子點LED白光照明結(jié)構(gòu)可延展至大面積照明表面，因為該結(jié)構(gòu)是由采用硒化鎘(CdSe)量子點的轉(zhuǎn)移印刷工藝(用于紅光、綠光、青光、藍(lán)光)制成，而這些都是由單一共同控制電壓驅(qū)動，以實現(xiàn)全色溫范圍。在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊通過創(chuàng)建基于白光的量子點LED器件新結(jié)構(gòu)，驗證了設(shè)計的可行性，測試結(jié)果展示了出色的色彩演色性、比現(xiàn)有技術(shù)更寬的工作范圍以及更廣泛的白光燈罩定制光譜。

　　據(jù)介紹，現(xiàn)有LED智能燈具的色溫大概是2200K—6500K，相比之下，這款LED智能照明系統(tǒng)顯示出2243K(微紅)—9207K(正午陽光)的相關(guān)色溫范圍。此外，這款量子點LED系統(tǒng)的顯色指數(shù)為97，而現(xiàn)有智能燈泡的顯色指數(shù)范圍為80-91，參數(shù)明顯更高。此也證實了該LED系統(tǒng)是全球首次開發(fā)出完全優(yōu)化、高性能的量子點智能白光照明系統(tǒng)，也是人類充分利用量子點智能白光照明的首個里程碑。

10.用稻殼廢料制成的首個硅量子點LED燈

　　2022年1月，日本廣島大學(xué)的一支科學(xué)家團(tuán)隊介紹了一種使用廢棄稻殼來生產(chǎn)首個硅量子點LED燈的環(huán)保創(chuàng)舉。

　　這項研究旨在開發(fā)一種利用廢料的新型硅量子點工藝，而全球每年的稻殼廢料在1億噸左右——它們顯然是硅元素的一個有趣來源。為了利用稻殼廢料中的硅元素，科學(xué)家們提出了一種新穎的方法。先是將它們碾磨并燃燒掉有機化合物，以提取二氧化硅粉末，然后在爐中加熱。

　　接著，研究人員將純化二氧化硅粉末打成更小的顆粒，并添加到溶劑中，以將其表面“化學(xué)官能化”(chemically functionalize)，繼而得到大小約3nm的硅量子點。最后，研究人員將這一層與其它材料相結(jié)合，比如用作陽極的銦錫氧化物玻璃基板/用作陰極的鋁膜，便可制成最終的硅量子點LED燈(橙紅光譜)。

　　在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊希望進(jìn)一步提升LED的性能/發(fā)光效率、并開發(fā)橙紅色之外的顏色版本，此外還可想象將這項技術(shù)用于小麥、大麥等草本植物的廢料處理上。

　　光學(xué)性能的提升、材料的簡化、應(yīng)用范圍的拓寬……過去的一年，全球數(shù)個前沿可以為照明行業(yè)的變革發(fā)展開了山、鋪了路。展望已經(jīng)到來的2023年，中照網(wǎng)與全球照明業(yè)界將期待照明科技工作者們能帶來更多意想不到的光之精彩。

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