стъклокерамиката

Всеки знае, че без светлина растенията просто няма да растат: те се нуждаят от енергията на светлината за фотосинтеза, за да създадат въглехидратни молекули от неорганични суровини. Но светлината може да бъде различна: синя, червена, зелена и т.н., добре, бяла, естествено, като сбор от всички цветове в спектъра. Ако говорим за растения, отглеждани в оранжерии, тогава си струва да си припомним, че бялата светлина не е еднакво ефективна, като се има предвид производителността на различните видове растения.

Различните растения се нуждаят от различно количество светлина при различни дължини на вълните. В северните райони, където има малко слънце или може да отсъства дълго време поради дъждове, високи облаци и други фактори, е необходимо да се използват LED облъчватели с преобладаване на синьо и червено като подсветка за светлината. естествено бяло. .

Но комбинацията от сини и червени светодиоди в светлините за растеж също не е оптимална. Според служителите на университета ITMO червеният диод свети в около 650 нанометра, а спектърът му е тесен, почти като лазер. Растенията, от друга страна, поглъщат по-добре червената и инфрачервената (IR) светлина, не със строго дължина на вълната от 650 нанометра, а с малко по-голяма дължина, която вече е слабо видима за хората. Оказва се, че ние осветяваме растенията, което е удобно за хората, но не е оптимално за самите растения.

Заедно с колеги от Томския държавен политехнически университет изследователите решиха да намерят материал, който може да се използва в LED лампите, за да свети в по-широк спектър, включително инфрачервения диапазон. Класическите червени светодиоди използват композитни материали на основата на манган и европий. Микроскопичните кристали европий са тези, които карат диода да излъчва с дължина на вълната около 650 нанометра, което прави червения цвят, а когато е свързан със синия диод, розово.

За да се промени дължината на вълната, беше решено да не се взема друг кристал, а по-скоро друг материал: стъклокерамика, нещо средно между стъклото и кристала. Ако кристалите се отглеждат по специален начин, тогава стъклото се създава чрез готвене и може да се произведе много и бързо и да му се даде абсолютно всякаква форма. Стъклото кристализира бавно, така че да не губи прозрачност, докато микроскопичните кристали остават вътре в него; в резултат на това устойчивостта на стъклото се увеличава и луминесцентните свойства се подобряват. Такъв материал се нарича стъклокерамика.

При производството на стъклена керамика към нея се добавя хром - той придава на материала розов оттенък, който му позволява да излъчва едновременно червена и инфрачервена светлина. Полученият материал може потенциално да се използва по два различни начина.

Първо, той може да бъде смлян на микрокристални фрагменти. Те могат да се използват при производството на нов тип светодиоди, но въвеждането на такава технология изисква много пари и време. Второ, от полученото стъкло е възможно да се създадат сенки, които да функционират като светлинен филтър за зелените и сините светодиоди, създавайки лъчение в широк диапазон.

Резултати от изследвания, публикувани в Оптични материали.

Тази работа беше подкрепена от Руската научна фондация.

Според пресслужбата на ITMO.