Fisikawan Rusia telah menciptakan prototipe lampu, yang pada prinsipnya mirip dengan tabung gambar TV, yang memiliki karakteristik keandalan, daya tahan, dan intensitas cahaya yang belum pernah dicapai oleh siapa pun di dunia. "Resep" untuk perakitannya dan hasil pemeriksaan pertama disajikan dalam Journal of Vacuum Science & Technology.
Untuk waktu yang lama, lampu pijar biasa berfungsi sebagai sumber utama cahaya di rumah-rumah, yang prototipe pertamanya muncul pada akhir abad ke-19 berkat eksperimen Lodygin, Edison, dan tokoh-tokoh sains lainnya pada masa itu. Baru-baru ini saja lampu tersebut mulai diganti dengan sumber pencahayaan ringkas alternatif, termasuk LED dan pemancar fluoresen.
Meskipun konsumsi energinya rendah dan daya tahan relatifnya, sumber penerangan semacam itu memiliki banyak kelemahan, dimulai dengan spektrum radiasi yang tidak wajar dan diakhiri dengan fakta bahwa produksi atau lampunya sendiri mengandung merkuri dan zat beracun lainnya. Semua ini memaksa ilmuwan dan insinyur untuk mencari penggantinya dan "menemukan kembali" jenis bola lampu yang ada.
Misalnya, empat dan tiga tahun lalu, fisikawan dari Korea Selatan dan Amerika Serikat menciptakan lapisan khusus dan filamen graphene untuk lampu pijar konvensional, yang meningkatkan efisiensinya ratusan kali lipat dan membuatnya lebih ekonomis daripada kedua jenis lampu "hemat energi".
Menurut layanan pers MIPT, Ozol dan rekan-rekannya di Phystech dan Institut Fisika Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia berhasil melakukan hal serupa, secara radikal memperbaiki desain yang disebut lampu katodoluminesen.
Perangkat penerangan semacam itu telah ada selama lebih dari setengah abad, tetapi mereka menerima distribusi yang sangat terbatas karena fakta bahwa ukurannya terlihat lebih besar daripada "pesaing" mereka, menyala sepelan lampu fluoresen, dan sekitar dua kali lebih panjang dari LED dalam hal efisiensi energi.
Kerugian ini disebabkan oleh fakta bahwa lampu katoda bekerja dengan prinsip yang kira-kira sama dengan tabung gambar televisi lama. Faktanya, mereka adalah labu yang dilapisi dengan zat fosfor khusus. Ia bersinar ketika "dibombardir" oleh elektron, yang dipancarkan oleh katoda, elektroda bermuatan negatif, atau "senapan berkas elektron".
Pada sebagian besar perangkat semacam itu, partikel bermuatan negatif tidak langsung meninggalkan katoda, tetapi hanya setelah memanas dan mencapai suhu pengoperasian. Karena alasan ini, tabung gambar TV dan lampu katoda lama tidak langsung menyala, tetapi setelah beberapa detik.
Video promosi:
Masalah ini dapat diselesaikan dengan menggunakan apa yang disebut katoda emisi-medan, elektroda dari perangkat khusus yang mampu "menembak" elektron dalam keadaan dingin karena penerowongan kuantum.
"Senjata elektron" semacam itu sebelumnya digunakan untuk membuat tabung vakum untuk komputer primitif pertama, serta sistem lampu latar untuk layar kristal cair. Terlepas dari upaya para ilmuwan dan insinyur, mereka gagal membuatnya tahan lama, kompak dan murah, itulah sebabnya mereka digantikan oleh transistor dan LED.
“Autocathode kami dibangun di atas karbon konvensional. Ia bekerja tidak hanya sebagai bahan kimia, tetapi sebagai sebuah struktur: kami telah belajar membuat struktur dari serat karbon yang tidak takut akan penembakan ion, memberikan arus emisi tinggi, canggih secara teknologi, dan murah untuk diproduksi. Ini murni pengetahuan kami, tidak ada teknologi seperti itu di mana pun di dunia,”kata Evgeny Sheshin, profesor di MIPT.
Sebagai fisikawan mencatat, untuk ini, para ilmuwan memproses ujung katoda sedemikian rupa sehingga menjadi semacam sikat atau sisir, ditutupi dengan banyak mikroprotrusi sepersekian dari satu mikron tebal. Mereka menciptakan kekuatan medan listrik sangat tinggi di dekat permukaan katoda, yang mengeluarkan elektron ke ruang hampa di sekitarnya.
Selain itu, peneliti Rusia telah menciptakan sumber daya yang ringkas untuk lampu katoda, yang memungkinkannya "diperas" ke ukuran lampu pijar konvensional atau lampu LED. Lampu serupa, sebagaimana dicatat oleh para ilmuwan, hanya mengkonsumsi energi 5,6 watt, menghasilkan jumlah cahaya yang kurang lebih sama dengan lampu pijar 25 watt.
Dalam hal ini, tidak kalah dengan LED atau lampu fluoresen konvensional, tetapi pada saat yang sama daya tahan dan cahayanya sendiri tidak terpengaruh oleh suhu sekitar, ia memiliki spektrum yang lebih alami dan dapat bekerja selama lebih dari 10 ribu jam.
Selain itu, lampu tersebut tidak mengandung komponen impor, tidak memerlukan bahan baku impor untuk produksinya dan, pada prinsipnya, dapat diproduksi di pabrik lampu listrik di dalam negeri. Para ilmuwan berharap penemuan mereka akan membantu Rusia sepenuhnya meninggalkan penggunaan merkuri dalam produksi perangkat penerangan.
