العلماء يصنعون مصباح ليد رقيق كالورق يضيء كالشمس

نجح فريق من الباحثين الصينيين في تطوير مصدر ضوء فائق الرقة ينبعث منه وهج دافئ يشبه ضوء الشمس الطبيعي، في خطوة قد تحدث ثورة في الإضاءة المنزلية وشاشات الأجهزة الحديثة.

ويعتمد هذا الابتكار على تقنية النقاط الكمية (Quantum Dots)، حيث تمكن العلماء من تحقيق توازن دقيق بين النقاط الحمراء والصفراء والخضراء والزرقاء لإنتاج ضوء أبيض يغطي كامل طيف أشعة الشمس، ما يمنح ألوانا أكثر دقة ويقلل إجهاد العين.

الدراسة التي نشرت في مجلة ACS Applied Materials & Interfaces، وصفت الجهاز الجديد بأنه أرفع من الورق تقريبا، ومع ذلك يصدر إضاءة دافئة ومريحة تشبه ضوء النهار الطبيعي.

ويقول الدكتور شيانجوا وانج، أحد الباحثين الرئيسيين في المشروع: "لقد أثبتنا إمكانية تصنيع مصابيح ليد فائقة الرقة تغطي طيف الشمس بالكامل، ويمكن أن تمهد هذه التقنية لجيل جديد من الشاشات المريحة للعين، والإضاءة الداخلية الذكية، وحتى الإضاءة المتكيفة المستخدمة في الزراعة أو في بيئات تعزيز الرفاه النفسي."

حتى اليوم كانت محاولات إنتاج ضوء شبيه بالشمس تقتصر على مصابيح مرنة تستخدم أصباغا فوسفورية حمراء وصفراء، لكنها لم تحقق توازنا لونيا طبيعيا، خاصة في منطقة الطيف الأخضر والأصفر التي تتميز بها أشعة الشمس.

أما فريق الباحثين بقيادة لي تشين ووانج فقد طور نقاطا كمية جديدة مغطاة بطبقة من كبريتيد الزنك، صممت لتصدر ألوانا محددة بدقة عالية بحيث تحاكي توزيع الضوء في الشمس.

قام العلماء بتجميع طبقات من المواد الموصلة والبوليمرات على زجاج موصل من أكسيد القصدير الإنديومي، مع طبقة رقيقة جدا من خليط النقاط الكمية لا تتعدى بضع عشرات من النانومترات، ثم أضافوا طبقة نهائية من الألومنيوم أو الفضة؛ والنتيجة كانت صماما ثنائيا باعثا للضوء أبيض اللون يمكن أن يثبت على الأسطح مثل ورق الجدران.

في التجارب الأولية أعطى هذا المصباح أفضل أداء عند جهد كهربائي 11.5 فولت، حيث انبعث منه ضوء أبيض دافئ بتدرج أقوى نحو الأحمر وأضعف في الأزرق، وهو الطيف الذي يقلل اضطرابات النوم ويحمي العين من الإجهاد.

كما بلغت دقته اللونية أكثر من 92% على مقياس مؤشر تجسيد الألوان، ما يعني أن الأشياء تحت إضاءته تظهر بألوانها الحقيقية تقريبا.

ولتحسين الكفاءة صنع الباحثون 26 نموذجا من المصباح الجديد، واستخدموا مواد توصيل مختلفة لخفض الجهد المطلوب للتشغيل؛ ونجحوا في تشغيل الأجهزة عند 8 فولت فقط، مع وصول أكثر من 80% منها إلى السطوع المستهدف لشاشات الحواسيب.

يؤكد الفريق أن هذه التقنية قد تغير مستقبل الإضاءة، لأنها تجمع بين الترشيد الطاقي والدقة اللونية والراحة البصرية في جهاز يكاد يكون مسطحا كالورقة.

وأشار الباحثون إلى أن بهذا الابتكار يبدو أن الضوء الصناعي يقترب أكثر من أي وقت مضى من ضوء الشمس الحقيقي وهو الرفيق الأقدم والأجمل للعين البشرية.