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«Edison» ayuda a reinventar la bombilla

Hola, ¿qué tal colega?. En el teclado Simón Sánchez y esta vez hablaremos sobre «Edison» ayuda a reinventar la bombilla

Los consumidores de hoy tienen una amplia variedad de opciones de iluminación para elegir, que les brindan la luz que desean y ahorran energía y dinero. Además de la bombilla incandescente estándar que ha existido desde que Thomas Edison la inventó hace unos 130 años, hay lámparas halógenas de bajo consumo, lámparas fluorescentes compactas (CFL) y una nueva generación de diodos emisores de luz (LED) más suaves. y más cálido para elegir.

El problema con las lámparas incandescentes tradicionales es que el 90 por ciento de la electricidad que absorben genera calor en lugar de luz. Teniendo en cuenta el enorme potencial de ahorro de energía, el equivalente a $ 10 mil millones al año solo en los Estados Unidos, no debería sorprender que los científicos e ingenieros estén trabajando para desarrollar y perfeccionar las opciones de iluminación inteligente. De estos, los LED tienen el mayor potencial para proporcionar una luz natural agradable utilizando mucha menos energía.

Un tipo de iluminación de estado sólido, los LED son semiconductores que convierten la electricidad en fotones. Una vez utilizados principalmente para indicadores y semáforos, los LED para aplicaciones de iluminación general son una de las tecnologías de mayor eficiencia energética y de rápido desarrollo en la actualidad. Los LED con calificación ENERGY STAR utilizan solo entre el 20 y el 25 por ciento de la energía de un incandescente común y duran hasta 25 veces más. Además de tener un menor consumo de energía, los LED también pueden presumir de una vida útil más larga, una mayor solidez física, un tamaño más pequeño y una conmutación más rápida.

Aunque los LED han sido una de las tecnologías de iluminación más prometedoras durante décadas, todavía hay margen de mejora. En particular, los científicos están abordando la llamada «brecha verde», una parte del espectro donde la eficiencia de los LED disminuye significativamente. El aumento de la eficiencia de los LED verdes es un área de investigación de alta prioridad para el Departamento de Energía de EE. UU.

Las simulaciones realizadas en el Centro Nacional de Computación Científica de Investigación Energética (NERSC) del DOE demostraron que las nanoestructuras de ADN de media hebra podrían mejorar esta brecha, proporcionando LED más eficientes energéticamente.

A baja potencia, los LED basados ​​en nitruro, los más utilizados en la iluminación blanca de uso general, son muy eficientes y convierten la mayor parte de su energía en luz. Pero cuando se aumenta la potencia para crear suficiente luz para las necesidades clave de iluminación ambiental y laboral, una fracción mucho menor de electricidad se convierte en luz. El efecto es particularmente evidente en los LED verdes, de ahí el término «espacio verde».

Los investigadores de la Universidad de Michigan Dylan Bayerl y Emmanouil Kioupakis están tratando de llenar este vacío con la ayuda de la supercomputadora «Edison» Cray XC30 de NERSC. Descubrieron que el nitruro de indio semiconductor (InN), que normalmente emite luz infrarroja, emitirá luz verde cuando se utilice un cable de 1 nanómetro de ancho. También determinaron que al adaptar el ancho del cable, estas nanoestructuras emiten diferentes colores de luz, con un cable más ancho generando amarillo, naranja o rojo y un cable más estrecho produciendo índigo o violeta. Se cree que al mezclar estos colores, los ingenieros de LED pueden crear una iluminación de aspecto natural que no experimenta una caída importante en la eficiencia a medida que aumenta la potencia.

Este método directo de creación de LED aún no es práctico porque los LED verdes no son tan eficientes como las versiones azul y roja. Hoy en día, las luces LED de uso general consisten en luz LED azul que ha pasado a través de un fósforo. El proceso, similar al utilizado en los tubos fluorescentes convencionales, no aprovecha completamente el potencial de eficiencia energética de los LED. Como el pariente artículo en NERSC, explica, «las luces LED directas no solo serían más eficientes, sino que el color de la luz que producen podría ajustarse dinámicamente para adaptarse a la hora del día o la tarea en cuestión».

«Nuestro trabajo sugiere que el nitruro de indio en el rango de tamaño de unos pocos nanómetros ofrece un enfoque prometedor para la emisión de luz visible técnicamente eficiente en longitudes de onda personalizadas», dijo Kioupakis.

UNA papel basado en este estudio, llamado «Emisión de luz polarizada de longitud de onda visible con nanocables de diámetro pequeño», se publicó Online en febrero. El trabajo también aparecerá en la portada de la edición de julio de Nano letras.

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