Energia odnawialna

Jakiś czas temu Unia Europejska podjęła decyzję o wycofaniu z produkcji „tradycyjnej” żarówki. Nie jestem taki pewien, czy produkcja „żarówek energooszczędnych” jest mniej szkodliwa dla środowiska oraz czy potencjalne zyski z ich zastosowania przeważą straty (w końcu trzeba wyprodukować luminofor, napełnić świetlówkę parami rtęci, wyprodukować elektronikę zasilającą świetlówkę…). Zwykła zaś żarówka to tylko bańka wypełniona argonem pod obniżonym ciśnieniem oraz wolframowa spiralka. Pomijając te wszystkie dywagacje – okazało się, że być może „klasyczna” żarówka wróci na rynek w nowej, „poprawionej” laserem wersji…

Ratunek dla tradycyjnej żarówki pojawił się w University of Rochester. Grupa badaczy odkryła, że „potraktowanie” włókna wolframu potężnym impulsem światła laserowego powoduje, że wytwarzają się w nim nanostruktury. Powodują one, że nie zużywając większej ilości energii tak spreparowana żarówka świecąca jak popularna „stuwatówka” pobiera tyle prądu, co żarówka 60W (można więc liczyć na zmniejszenie zużycia prądu o 40%). Kluczem do sukcesu okazało się uzyskanie bardzo krótkiego impulsu lasera, o potężnej energii, skierowanego w odpowiednie miejsce. Impuls trwa jedynie femtosekundę* (jedna biliardowa część sekundy). W tak krótkim impulsie, w miejscu o powierzchni ostrza igły wydziela się energia drzemiąca w całej sieci energetycznej USA. Daje to pojęcie jak krótki jest ten impuls i jak potężne jest to „uderzenie światła”.

Już w 2006 Chunlei Guo (kierownik badań) wraz ze swoim asystentem (Anatoliy Vorobyev) użyli podobnej technologi, by móc zmienić powierzchnię każdego metalu w głęboki, czarny kolor o niesamowitych właściwościach absorpcyjnych. Naukowcy wpadli na pomysł. Skoro tak spreparowany metal w tak niesamowity i wydajny sposób pochłania światło – to być może warto by odwrócić ten proces. Stworzyć powierzchnię, która efektywnie emitowała by światło.

Chunlei Guo: „Wiedzieliśmy, że teoretycznie to powinno działać, lecz mimo to byliśmy zaskoczeni gdy po włączeniu żarówki do prądu zobaczyliśmy o ile jaśniejszy jest punkt na włóknie, który zmieniliśmy laserem”.

Zwiększenie wydajności to nie wszystko. W trakcie badań okazało się również, iż można również zmieniać barwę światła. W 2008 roku udało się badaczom zmienić kolor niemal każdego metalu na niebieski, złoty czy też szary. Doświadczenia te dały im wiedzę w jaki sposób kształtować nanostruktury a przez to – wpływać na kolor światła. Wprawdzie jak na razie naukowcy nie potrafią stworzyć żarówki świecącej przykładowo na niebiesko, lecz są w stanie zmieniać widmo światła. Niemodyfikowany wolfram świeci żółtawo, zmodyfikowany może mieć w spektrum więcej koloru niebieskiego, co sprawia wrażenie bardziej białego światła. Ciekawe, czy za kilkadziesiąt lat przeczytamy na Wikipedii, że kolejnym ważnym etapem rozwoju żarówki było odkrycie ekipy badawczej z Rochester? Czas pokaże…

Źródło: University of Rochester

* Jedna femtosekunda – fs, to 1/1 000 000 000 000 000 s – jedna biliardowa sekundy. Dla uzmysłowienia, jak krótki jest to czas naukowcy z Rochester podali porównanie. Gdyby porównać femtosekundę do sekundy to tak, gdyby porównać jedną sekundę do 32 milionów lat!