Vene füüsikud on loonud lampi prototüübi, mis sarnaneb põhimõtteliselt telerite pilditoruga ja millel on töökindluse, vastupidavuse ja valgustugevuse omadused, mida keegi teine maailmas pole saavutanud. Selle koostamise "retsept" ja kontrolli esimesed tulemused esitati ajakirjas Vacuum Science & Technology.
Pikka aega olid majades peamiseks valgusallikaks tavalised hõõglambid, mille esimesed prototüübid ilmusid 19. sajandi lõpus tänu Lodygini, Edisoni ja teiste selle aja teaduse valgustite katsetele. Alles suhteliselt hiljuti on neid hakatud asendama alternatiivsete kompaktsete valgusallikatega, sealhulgas LED- ja luminofoorlampidega.
Vaatamata madalale energiatarbimisele ja suhtelisele vastupidavusele on sellistel valgustusallikatel palju puudusi, alustades ebaloomulikust kiirgusspektrist ja lõpetades asjaoluga, et nende toodang või lambid ise sisaldavad elavhõbedat ja muid mürgiseid aineid. Kõik see sunnib teadlasi ja insenere otsima neile asendajat ja "leiutama" olemasolevaid lambipirnide tüüpe.
Näiteks lõid Lõuna-Korea ja USA füüsikud neli ja kolm aastat tagasi tavalise hõõglambi jaoks spetsiaalseid katteid ja grafeenfilamente, mis suurendasid selle efektiivsust sadu kordi ja muutsid selle ökonoomsemaks kui mõlemat tüüpi "energiasäästlikud" lambid.
MIPT-i pressiteenistuse andmetel õnnestus Ozolil ja tema kolleegidel Phystechil ja Vene Teaduste Akadeemia füüsikainstituudil teha midagi sarnast, parandades radikaalselt niinimetatud katodoluminestsentslampide disaini.
Sellised valgustusseadmed on eksisteerinud enam kui pool sajandit, kuid nende levik on olnud äärmiselt piiratud, kuna nende mõõtmed olid märgatavalt suuremad kui nende "konkurentidel", nad lülitusid sisse sama aeglaselt kui päevavalguslambid ja olid umbes kaks korda pikemad kui LEDid energiatõhususe osas.
Need puudused tulenevad asjaolust, et katoodlambid töötavad umbes samal põhimõttel kui vanade telerite pilditoru. Tegelikult on need spetsiaalse fosforiga kaetud kolbi. See helendab, kui seda "pommitatakse" elektronide poolt, mida eraldavad katood, negatiivselt laetud elektrood või "elektronkiirepüstol".
Enamikus sellistes seadmetes ei hakka negatiivselt laetud osakesed katoodist kohe lahkuma, vaid alles pärast seda, kui see soojeneb ja saavutab töötemperatuuri. Sel põhjusel ei lülitu telerite pilditorud ega vanad katoodlambid kohe sisse, vaid mõne sekundi pärast.
Reklaamvideo:
Seda probleemi saab lahendada niinimetatud väljaemissioonkatoodide abil, mis on spetsiaalse seadme elektroodid, mis on võimelised kvanttunneldamise tõttu elektronid "tulistama" külmas olekus.
Selliseid "elektronpüstolit" kasutati varem esimeste primitiivsete arvutite vaakumtorude, samuti vedelkristallkuvarite taustvalgustussüsteemide loomiseks. Vaatamata teadlaste ja inseneride pingutustele ei õnnestunud neil neid vastupidavaks, kompaktseks ja odavaks muuta, mistõttu andsid nad oma panuse transistoridele ja LED-idele.
„Meie autokatood on üles ehitatud tavalisele süsinikule. See ei tööta mitte ainult kemikaalina, vaid ka struktuurina: oleme õppinud, kuidas luua süsinikkiududest struktuur, mis ei karda ioonide pommitamist, annab kõrge emissioonivoolu, on tehnoloogiliselt arenenud ja odavalt toodetav. See on puhtalt meie oskusteave, sellist tehnoloogiat pole kuskil mujal maailmas,”ütles MIPTi professor Jevgeni Šeshin.
Nagu füüsik märkis, töötlevad teadlased selle jaoks katoodi otsa selliselt, et see sai omamoodi harjaks või kammiks, mis oli paljude mikronõeltega kaetud vaid mikroni paksusega. Need loovad katoodipinna lähedale ülikõrge elektrivälja tugevuse, mis lööb elektronid ümbritsevasse vaakumisse.
Lisaks on Vene teadlased loonud katoodlambi jaoks kompaktse toiteallika, mis võimaldab seda "pigistada" tavalise hõõglambi või selle LED-vastaspoole suurusele. Sarnane lamp, nagu teadlased märkisid, tarbib ainult 5,6 vatti energiat, andes umbes sama palju valgust kui 25-vatine hõõglamp.
Selles suhtes ei ole see halvem kui LED ega tavalised luminofoorlambid, kuid samal ajal ei mõjuta ümbritsev temperatuur selle vastupidavust ja hõõgumist ise, sellel on looduslikum spekter ja see võib töötada rohkem kui 10 tuhat tundi.
Lisaks ei sisalda need lambid imporditud komponente, ei vaja tootmiseks imporditud toorainet ja põhimõtteliselt saab neid toota igas kodumaises elektrilampide tehases. Teadlased loodavad, et nende leiutis aitab Venemaal täielikult elavhõbeda kasutamisest valgustusseadmete tootmisel loobuda.
