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萤火虫启发了更亮的LED

通过模仿萤火虫发光器官的设计,研究人员制造出亮度提高 55% 的 LED。

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罐子里的萤火虫,通过扩散聚焦(增强照片)。Anita Patterson Peppers/Shutterstock

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发光二极管 (LED) 比白炽灯或紧凑型荧光灯更节能。不幸的是,LED 产生的大部分光仍然被困在二极管的内表面。工程师们试图制造出更亮的 LED,但当改进达到瓶颈时,他们从照亮许多夏夜的昆虫那里寻找灵感。

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萤火虫灯笼上锯齿状的鳞片有助于昆虫发光更亮。科学家们根据这个模型设计了合成鳞片,并将它们应用于 LED,使其发出的光是正常光的 1.5 倍。| Optics Express

由比利时那慕尔大学的 Annick Bay 领导的一个国际研究团队在扫描电子显微镜下检查了Photuris萤火虫的发光器官,并确定了七种有希望提高 LED 输出的结构。通过计算机模拟,科学家们确定,最具影响力的方面是该器官表面上的不匹配鳞片,这些鳞片赋予它粗糙的瓦片状特性。多个突兀的边缘散射光线,以增加从发光器官中逸出的光量。

在 Bay 的带领下,第二个团队蚀刻了类似的瓦片状表面,并将其添加到现有的 LED 灯泡中,使其光输出提高 55%。现在,研究人员正在使用计算机模型进一步改进模仿萤火虫的表面,并最大限度地提高光输出。

[本文最初以“一个更聪明的想法”为标题印刷出版。]

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