Krievu fiziķi ir izveidojuši lampas prototipu, kas principā ir līdzīgs televizora attēla caurulei, ar tādām uzticamības, izturības un gaismas intensitātes īpašībām, kādas vēl neviens cits pasaulē nav sasniedzis. Tās montāžas "recepte" un pirmie pārbaudes rezultāti tika prezentēti žurnālā Vacuum Science & Technology.
Ilgu laiku parastās kvēlspuldzes kalpoja par galveno mājas gaismas avotu, kuru pirmie prototipi parādījās 19. gadsimta beigās, pateicoties Lodygin, Edison un citu tā laika zinātnes apgaismes ierīču eksperimentiem. Tikai salīdzinoši nesen tos sāka aizstāt ar alternatīviem kompaktiem apgaismojuma avotiem, ieskaitot LED un dienasgaismas izstarotājus.
Neskatoties uz zemu enerģijas patēriņu un relatīvo izturību, šādiem apgaismojuma avotiem ir daudz trūkumu, sākot ar nedabisku starojuma spektru un beidzot ar faktu, ka to ražošanā vai pašās lampās ir dzīvsudrabs un citas toksiskas vielas. Tas viss liek zinātniekiem un inženieriem meklēt tiem aizstājējus un "izgudrot" esošos spuldžu veidus.
Piemēram, pirms četriem un trim gadiem fiziķi no Dienvidkorejas un ASV izveidoja īpašus pārklājumus un grafēna pavedienus parastajai kvēlspuldzei, kas simtiem reižu palielināja tā efektivitāti un padarīja to ekonomiskāku nekā abi "enerģijas taupīšanas" spuldžu veidi.
Saskaņā ar MIPT preses dienestu, Ozolam un viņa kolēģiem Phystech un Krievijas Zinātņu akadēmijas Fizikas institūtam izdevās izdarīt kaut ko līdzīgu, radikāli uzlabojot tā saukto katodoluminiscējošo spuldžu dizainu.
Šādas apgaismes ierīces pastāv jau vairāk nekā pusgadsimtu, taču tās saņēma ārkārtīgi ierobežotu izplatīšanu sakarā ar to, ka tās bija ievērojami lielākas nekā viņu "konkurenti", ieslēdzās tik lēni kā dienasgaismas spuldzes un bija apmēram divreiz garākas nekā gaismas diodes. energoefektivitātes ziņā.
Šie trūkumi ir saistīti ar faktu, ka katoda lampas darbojas aptuveni pēc tāda paša principa kā veco televizoru attēla caurule. Faktiski tās ir kolba, kas pārklāta ar īpašu fosfora vielu. Tas spīd, kad to “bombardē” elektroni, kurus izstaro katods, negatīvi lādēts elektrods vai “elektronu staru lielgabals”.
Lielākajā daļā šādu ierīču negatīvi lādētas daļiņas nesākas nekavējoties iziet no katoda, bet tikai pēc tam, kad tas sasilda un sasniedz darba temperatūru. Šī iemesla dēļ TV attēlu lampas un vecās katoda lampas neieslēdzas uzreiz, bet pēc dažām sekundēm.
Reklāmas video:
Šo problēmu var atrisināt, izmantojot tā sauktos lauka emisijas katodus, īpašas ierīces elektrodus, kas kvantu tunelēšanas dēļ spēj "nošaut" elektronus aukstā stāvoklī.
Šādas "elektronu pistoles" iepriekš tika izmantotas, lai izveidotu vakuuma lampas pirmajiem primitīvajiem datoriem, kā arī fona apgaismojuma sistēmas šķidro kristālu ekrāniem. Neskatoties uz zinātnieku un inženieru pūlēm, viņiem neizdevās padarīt tos izturīgus, kompaktus un lētus, tāpēc viņi padevās tranzistoriem un gaismas diodēm.
“Mūsu autokatods ir veidots uz parastā oglekļa. Tas darbojas ne tikai kā ķīmiska viela, bet arī kā struktūra: mēs esam iemācījušies, kā no oglekļa šķiedrām izveidot struktūru, kas nebaidās no jonu bombardēšanas, rada lielu izmešu strāvu, ir tehnoloģiski progresīva un lēti ražojama. Tā ir tikai mūsu kompetence, nekur citur pasaulē šādas tehnoloģijas nav,”sacīja MIPT profesors Jevgeņijs Šešins.
Kā atzīmēja fiziķis, zinātnieki šim nolūkam apstrādāja katoda galu tādā veidā, ka tas kļuva kā sava veida suka vai ķemme, pārklāta ar daudziem mikroprotokļiem, mikrona biezumā. Tie rada īpaši augstu elektriskā lauka stiprumu netālu no katoda virsmas, kas izsit elektronus apkārtējā vakuumā.
Turklāt krievu pētnieki ir izveidojuši kompaktu katoda lampas strāvas avotu, ļaujot to "izspiest" līdz parastajai kvēlspuldzei vai tās LED līdziniekam. Līdzīga lampa, kā atzīmēja zinātnieki, patērē tikai 5,6 vati enerģijas, izdalot aptuveni tikpat daudz gaismas kā 25 vatu kvēlspuldze.
Šajā ziņā tas nav zemāks par LED vai parastajām dienasgaismas spuldzēm, taču tajā pašā laikā apkārtējās vides temperatūra neietekmē tā izturību un pašu mirdzumu, tam ir dabiskāks spektrs un tas var darboties vairāk nekā 10 tūkstošus stundu.
Turklāt šajās lampās nav importētu sastāvdaļu, ražošanai nav vajadzīgas importētas izejvielas un principā tās var ražot jebkurā vietējā elektrisko lampu rūpnīcā. Zinātnieki cer, ka viņu izgudrojums palīdzēs Krievijai pilnībā atteikties no dzīvsudraba izmantošanas apgaismes ierīču ražošanā.