hirdetés
hirdetés

Tudomány

Egy Nobel-díj margójára

Az idei Nobel-díjat a fizika tudományában a kék LED továbbfejlesztése hozta el három japán kutató, Akaszaki Iszamu, Amano Hirosi és Nakamura Sudzsi számára. Cikkünkben arra kerestük a választ, hogy a magyar szürkeállomány mivel járul hozzá a LED-es technológia terjedéséhez.

hirdetés

A rangos kitüntetést az indoklás szerint a nagy fényerejű fehér fényű LED-ek, ez által az energiatakarékos és hosszabb élettartamú fényforrások elterjedésének lehetővé tételétéért ítélték oda a három szakembernek. Szakmán belül a díj meglepetést és értetlenséget is kiváltott, mivel a legelső, vörös LED illetve a kis teljesítményű kék LED feltalálói nem részesültek hasonló elismerésben.

Az előzmények

A LED-es világításhoz vezető úton az első lépést 1961-ben Bob Biard és Gary Pittman tette meg, amikor felfedezték, hogy a gallium-arzenidből készített félvezető dióda világít az elektromos áram hatására, és a nem látható, infravörös tartományába eső sugárzás jelentőségét felismerve szabadalmaztatták a LED-et (Light Emitting Diode – fénykibocsátó dióda).

A LED-es világításnak jelentős tudásbázisa van Magyarországon
A LED-es világításnak jelentős tudásbázisa van Magyarországon

Egy év múlva a General Electric munkatársa, ifj. Nick Holonyak már az első, látható fényű LED-del állt a nyilvánosság elé, tíz évre rá (1972) pedig Jacques Pankove, az RCA Laboratories szakembere a kék fényt kibocsátó LED-et mutatta be. A most díjazott három japán tudós éppen húsz évvel ezelőtt (1994) valójában az első nagy fényerejű, kék színnel világító InGaN (indium-gallium-nitrid) diódát alkotta meg.

A felfedezés jelentősége abban rejlett, hogy a nagyteljesítményű kék LED-el már lehetséges a fényforráson belül fényport gerjeszteni, és ily módon az emberi szem által fehérnek érzékelt fényt előállítani. Ez tette lehetővé a LED-ek széles körű alkalmazását a világítástechnikában. Ezek ismeretében érthető, hogy az amerikai Nick Holonyak méltatlannak érezte, hogy a LED-es világítás kapcsán személyét és munkásságát ugyan megemlítette a bizottság, de nem díjazták, bár az ő felfedezésének, az infra LED-nek köszönhető az optikai adatátvitel és az optikai adattárolás (CD/DVD) kialakulása.

Magyarország lesz a LED-es világítás tudásbázisa?

Ha Nobel-díjat még nem is kaptak a hazai kutatók, Európa szerte régóta nem titok, hogy a LED-es világításnak jelentős tudásbázisa van Magyarországon. Jelzésértékű, hogy a TÜV Rheinland nemzetközi minőségbiztosító cég Budapestre helyezte a LED-es vizsgálóközpontját, vagy hogy a GE európai LED-technológiai fejlesztései Újpesten koncentrálódnak.

A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem és a veszprémi Pannon Egyetem rendszeresen részt vesz LED-es k+f projektekben, a LED-es világítás hőtani és fénytechnikai vonatkozásában világszerte elismertek. A szakmai nívót jelzi, hogy a Schanda János professzor által vezetett kutatócsoport biztosította a tudományos hátteret nemrégiben a Sixtus kápolna LED-es világításrendszerének a fejlesztéséhez és kivitelezéséhez.

Az egyik legjelentősebb hazai LED-es fejlesztés a két éve lezárult, 650 millió forint értékű támogatással létrehozott KözLED-projekthez fűződik, amelyben a két fenti egyetemen kívül több hazai cég is részt vett. A k+f projekt létjogosultságát az adta, hogy a felhasználók tapasztalata szerint az olcsóbb LED-es világítástechnikai termékek gyártó által közölt műszaki paraméterei a valóságban nem mindig teljesülnek. Emiatt sem az alacsony fogyasztás, sem a tervezett megtakarítás nem elérhető, nem beszélve a túlmelegedés miatti gyorsabb öregedésről.

A fejlesztés egyik végeredménye a közvilágításra valóban alkalmas, európai normáknak minden szempontból megfelelő LED-es lámpatestcsalád, a Pearl Light lett, mely többek között a budapesti Allee, MOM Park és WestEnd bevásárlóközpontok világításának kialakításakor is alkalmazásra került – tudtuk meg Nagy Zsolttól, a KözLED konzorciumban részt vevő Hungaro Lux Light Kft. ügyvezetőjétől.

A Hungaro Lux Light és a Prolan közreműködésével a Pearl Light termékcsalád felhasználásával egy további, világszerte egyedülálló intelligens közvilágítási rendszert fejlesztettek, mely távolról vezérelhető, oda-vissza kommunikáló köztéri lámpákat eredményezett. A Hejőkeresztúron megvalósult beruházás fényerősség-szabályozással és GSM-vezérléssel ellátott, a felszerelés óta nulla hibaszázalékkal működő közvilágítást eredményezett, az egyenként vezérelhető lámpákat akár fényjátékra is lehet használni. A kialakított intelligens rendszer a meghibásodások valószínűségét és várható időpontját is képes előre jelezni.

Ezen kívül a napokban került bejegyzésre egy újabb szabadalma a Hungaro Lux Lightnak, egy autonóm fényerősség-szabályozó rendszer, ami a kívánt időtartományban fokozatosan csökkenti vagy erősíti a fényerősséget. A külső tápellátás nélküli rendszer szintén jelentős újításnak számít világszerte. A közeljövőben további uniós k+f fejlesztésre van kilátás, melynek nemcsak a hazai vállalatok, hanem egész Európa a nyertese lehet.

Egyelőre 160 a plafon

A LED-es világításban a fényhasznosítás felső határértékének többnyire a 300 lumen/Wattos értéket tartják. Egy LED-es alkalmazás konkrét fényhasznosítása nagyon sok paramétertől, például az adott LED úgynevezett színhőmérsékletétől is függ. A mai gyakorlatban a 160 lm/W kiemelkedő érték; a kereskedelmi forgalomban a legjobb LED-es megoldások inkább csak 140 lm/W fényhasznosításúak.

A 200 lm/W-os vagy e feletti fényhasznosítási értékkel jellemezhető LED-ek jelenleg a gyárthatóság határait feszegetik, mindennapi kereskedelmi forgalomban egyelőre biztosan nem kaphatók – mutatott rá a jelenleg feszegetett technikai korlátokra Poppe András, a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem docense.

Kékhatás

A LED-es világítással a fehér fény kétféle módon érhető el: egyik mód a vörös, zöld, kék  és borostyánsárga (RGBA) ledek segítségével kikeverve, vagy kék LED-et és fényport alkalmazva. Ez utóbbi terjedt el leginkább a gyakorlati felhasználásban. Kutatások szerint az emberi szemben a csapok (nappali és színes látás), valamint a pálcikák (sötétben látás és perifériális látás) mellett egy harmadik fajta fényre érzékeny sejt, az ún. ganglion-sejt 440-480 nm hullámhosszúságú, vagyis az emberi szem által kéknek észlelt fényingereket fog fel.

Ezt az emberi szervezet a biológiai működés szabályozásánál hasznosítja, hatására csökken a szervezetben a melatoninkiválasztás. Borús időjárás, kevés nappali fény esetén megfelelő segítséget nyújthat a kék fény az éberen tartásban, viszont túlzott mértékű használata a szervezet egyensúlyának felborulását, akár daganatos betegségek kialakulását is eredményezheti – hívja fel a figyelmet Szabó Ferenc, a Pannon Egyetem adjunktusa.

Lamos Edit
a szerző cikkei

(forrás: OGH Hírügynökség)
hirdetés
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
hirdetés
hirdetés
hirdetés
hirdetés