МОСКВА, 4 сен. Новый источник излучения, имитирующий солнечный свет, разработали ученые ЮФУ в рамках международной исследовательской группы. По мнению авторов, «искусственное Солнце», повторяющее излучение небесного тела более чем на 90%, найдет применение в сельском хозяйстве, индустрии моды и колористике. Результаты представлены в журнале Advanced Materials.
Люди видят многообразие цветов в мире, потому что солнечный свет содержит все цвета. Когда он падает на различные объекты, часть света поглощается, а часть отражается, создавая цвет, который воспринимает человек, согласно данным Сибирского федерального университета (СФУ).
Лампы накаливания, которые генерируют свет, близкий к солнечному, сегодня используются во многих отраслях промышленности. Однако они имеют ряд недостатков. Например, лампы занимают много места, а также неэффективно преобразуют ток в свет из-за того, что большая часть электроэнергии уходит в тепло, по этой причине их колбы всегда горячие.
Специалисты ЮФУ совместно с коллегами из Китая, Швейцарии и Сингапура учли недостатки предыдущих разработок и создали люминофор (вещество, преобразующее энергию в свет) на основе фосфата кальция-лития, имитирующий солнечный свет.
«Аналоги солнечного света получали и раньше, но другим способом — путем комбинирования красного, зеленого, синего и других люминофоров. Объединив их вместе в одном осветительном приборе, можно получить некое подобие белого свечения. Однако физики пытаются найти один образец, применив который к диоду, можно сразу получить искусственный солнечный свет», — пояснил доцент базовой кафедры физики твердого тела и нанотехнологий Института инженерной физики и радиоэлектроники ЮФУ Максим Молокеев.
1 из 2
2 из 2
1 из 2
2 из 2
Этот образец был разработан международной группой исследователей. По словам специалистов, для достижения желаемого результата необходимо покрыть миниатюрные светодиоды синтезированным люминофором, который эффективно (до 50%) преобразует электричество в видимое излучение (воспринимаемое человеческим глазом).
«Наш люминофор, хотя и отличается от естественного солнечного излучения в инфракрасной области, предназначен именно для видимого спектра. А видимый спектр там на 95% идентичен солнечному», — подчеркнул Молокеев.
Он добавил, что для проверки разработки ученые собрали специальное устройство и использовали нейронную сеть для надежной классификации цветов. Точность определения цвета составила более 97%. Высокий результат был достигнут благодаря сверхширокополосному излучению, охватывающему весь видимый диапазон, что практически соответствует излучению Солнца.
Как пояснили исследователи, люминофор можно использовать для определения реального цвета объекта без искажений в процессе покраски автомобилей и других изделий, а также в промышленном и мебельном дизайне.
Кроме того, разработка может стать незаменимым «инструментом» для фермеров, поскольку вкус плодов формируется только под солнечным светом или источником, максимально точно его имитирующим. Учитывая, что наши диодные лампы сейчас по спектру почти не уступают лампам накаливания, можно ожидать, что такие приборы станут важными в фотонике — науке, изучающей использование света и фотонов.
Российским исследованиям в области влияния солнечной радиации и других факторов космической погоды на околоземное космическое пространство и космическую деятельность посвящен также проект ЮФУ «Автостопом по науке. Сибирский маршрут», реализуемый при поддержке гранта Минобрнауки России № 075-15-2024-573.