Az orosz fizikusok elkészítették a lámpa prototípusát, amely elvileg hasonló a TV-csőhöz, és rendelkezik olyan megbízhatósági, tartóssági és fényerősség-jellemzőkkel, amelyeket a világon senki más nem ért el. Az összeszerelés "receptjét" és az ellenőrzés első eredményeit a Vacuum Science & Technology Journalban ismertették.
A házakban sokáig a szokásos izzólámpák szolgáltak a fő fényforrásként, amelyek első prototípusai a 19. század végén jelentkeztek Lodygin, Edison és más korabeli tudományos világítótestek kísérleteinek köszönhetően. Csak viszonylag nemrég kezdték meg őket helyettesíteni alternatív kompakt fényforrásokkal, ideértve a LED és a fluoreszcens sugárzókat.
Alacsony energiafogyasztásuk és relatív tartósságuk ellenére az ilyen világítási forrásoknak sok hátrányuk van, kezdve a természetellenes sugárzási spektrummal, és azzal a ténnyel, hogy gyártásuk vagy maguk a lámpák higanyt és más mérgező anyagokat tartalmaznak. Mindez arra készteti a tudósokat és a mérnököket, hogy keressék a pótlást és "feltalálják" a meglévő izzótípusokat.
Például négy és három évvel ezelőtt a dél-koreai és az Egyesült Államok fizikusai speciális bevonatokat és grafénszálakat készítettek egy hagyományos izzólámpához, amely több százszor növelte hatékonyságát, és gazdaságosabbá tette azt, mint mindkét típusú "energiatakarékos" izzólámpa.
A MIPT sajtószolgálata szerint Ozolnak és a Phystech kollégáinak, valamint az Orosz Tudományos Akadémia Fizikai Intézetének valamelyikével sikerült hasonlót tenniük, radikálisan javítva az úgynevezett katódlumineszcens lámpák kialakítását.
Az ilyen világítóeszközök több mint fél évszázad óta léteznek, de rendkívül korlátozott forgalmazásban részesültek, mivel azok észrevehetően nagyobbak voltak, mint a "versenytársak", ugyanolyan lassan kapcsoltak be, mint a fénycsövek, és körülbelül kétszer olyan hosszúak voltak, mint a LED-ek. az energiahatékonyság szempontjából.
Ezeknek a hátrányoknak az a következménye, hogy a katódlámpa nagyjából ugyanazon az elven működik, mint a régi televíziók kémcsöve. Valójában egy speciális foszfor anyaggal bevont lombik. Villog, amikor a katód, a negatív töltésű elektróda vagy az "elektronnyaláb-pisztoly" által kibocsátott elektronok "bombázzák".
A legtöbb ilyen eszközben a negatív töltésű részecskék nem kezdik el azonnal elhagyni a katódot, hanem csak miután felmelegszik és eléri az üzemi hőmérsékletet. Ezért a TV-csövek és a régi katódlámpa nem azonnal, hanem néhány másodperc múlva kapcsol be.
Promóciós videó:
Ezt a problémát úgynevezett terepi emissziós katódok, speciális eszközök elektródjai segítségével oldhatjuk meg, amelyek képesek elektronokat "lelőni" hideg állapotban a kvantum-alagút miatt.
Az ilyen "elektronpisztolyokat" korábban vákuumcsövek, valamint folyadékkristályos képernyők háttérvilágító rendszereinek létrehozására használták az első primitív számítógépek számára. A tudósok és a mérnökök erőfeszítései ellenére nem sikerült őket tartóssá, kompaktossá és olcsóbbá tenni, ezért helyet adtak a tranzisztoroknak és a LED-eknek.
„Autókatódunk a hagyományos szénre épül. Nem csak vegyszerként, hanem szerkezetként is működik: megtanultuk, hogyan lehet olyan szénszálakból olyan szerkezetet létrehozni, amely nem fél az ionbombázástól, magas emissziós áramot biztosít, technológiailag fejlett és olcsón gyártható. Ez tisztán a mi know-how-jaink, a világon másutt nincs ilyen technológia”- mondta Jevgenyij Sheshin, a MIPT professzora.
Ahogy a fizikus megjegyezte, ehhez a tudósok a katód hegyét oly módon dolgozták fel, hogy olyan kefe vagy fésű legyen, amelyet mikron vastagságú, sok mikronyomással borítottak. Rendkívül magas elektromos térerősséget hoznak létre a katód felülete közelében, amely az elektronokat a környező vákuumba kopogtatja ki.
Ezenkívül az orosz kutatók kompakt áramforrást hoztak létre a katódlámpa számára, lehetővé téve, hogy azt „megszorítsák” egy hagyományos izzólámpa vagy annak LED-elemének méretéhez. Egy hasonló lámpa, amint azt a tudósok megjegyezték, csak 5,6 watt energiát fogyaszt, és körülbelül ugyanolyan mennyiségű fényt bocsát ki, mint egy 25 wattos izzólámpa.
Ebben a tekintetben nem rosszabb, mint a LED-ekkel vagy a hagyományos fénycsövekkel, ugyanakkor tartósságát és magasságát nem befolyásolja a környezeti hőmérséklet, természetesebb spektruma van, és több mint 10 ezer órán keresztül képes működni.
Ezenkívül ezek a lámpák nem tartalmaznak importált alkatrészeket, a gyártáshoz nem igényelnek importált alapanyagokat, és elvileg bármely háztartási elektromos lámpagyárban előállíthatók. A tudósok azt remélik, hogy találmányuk segítséget nyújt Oroszországnak a higany felhasználásának a világítóberendezések gyártásában való teljes felhagyásában.