Na topie

Twórcy niebieskiej diody LED otrzymali Nobla z fizyki

Autor:

Szef strefy Ciekawostki

więcej artykułów ze strefy:
Ciekawostki

Kategoria: Ciekawostki Nauka

Komitet Noblowski uznał wynalazek trzech Japończyków za rewolucyjny. I trudno się z nim nie zgodzić.

Blue LED
foto: ExtremeTech

AA

Komitet Noblowski rozpoczął już przyznawanie tegorocznych nagród. Tę w dziedzinie fizyki otrzymali trzej twórcy niebieskiej diody LED, która to pozwoliła na zastąpienie żarówek i świetlówek. Nazwiska laureatów – Isamu Akasaki, Hiroshi Amano i Shuji Nakamura – zostały dzisiaj ogłoszone w Sztokholmie. Wynalazcy otrzymają 8 milionów koron szwedzkich (około 3,6 mln zł) do podziału.

Trójka japońskich naukowców stworzyła pierwsze wydajne diody LED emitujące światło niebieskie w połowie lat 90. ubiegłego wieku. Wynalazek ten był kluczowym krokiem w stronę stworzenia jasnego i energooszczędnego źródła białego światła, które pozwala na zastąpienie leciwych już żarówek i świetlówek. „Ich wynalazki były rewolucyjne. Żarówki oświetlały wiek XX; wiek XXI oświetlą diody LED” – napisali członkowie Komitetu Noblowskiego w uzasadnieniu.

Dlaczego diody LED są tak ważnym wynalazkiem? Ponieważ cechują się bardzo dużą wydajnością zamiany energii elektrycznej na światło i są dużo bardziej trwałe niż standardowe żarówki. Mogą też być szybko i często włączane i wyłączane. Poza tym – nie zawierają rtęci, która – jak wiemy – jest niebezpieczna dla człowieka.

Wprawdzie pierwsze (czerwone i zielone) diody LED pojawiły się jeszcze w latach 50. ubiegłego wieku. Stworzenie niebieskiej diody było jednak ogromnym wyzwaniem, z którym naukowcy nie potrafili sobie poradzić przez dekady. Trójce Japończyków – i już oficjalnie: noblistów – to się jednak udało. Dzięki temu możliwe było skonstruowanie LED-owych lamp emitujących białe światło – poprzez połączenie barw czerwonej, zielonej i niebieskiej właśnie.

Blue LED Nobel
foto: BBC

Akasaki i Amano współpracowali na uniwersytecie w Nagoi, Ich pierwszym sukcesem było uzyskanie dobrych jakościowo kryształów azotku galu na szafirowym podłożu. Po kilku latach udało im się wytworzyć w tym materiale warstwy półprzewodnika typu p. To z kolei przyczyniło się do stworzenia pierwszej niebieskiej diody w 1992 roku.

Nakamura pracował oddzielnie i niezależnie od wyżej wspomnianej dwójki, w firmie Nichia Chemicals w Tokushimie. Doszedł jednak do bardzo zbliżonych rezultatów. Wyjaśnił także teoretyczne podstawy procesu technologicznego. 

Do głównych zalet diod LED należą: niskie koszty produkcji, duża wydajność (sięga nawet 300 lumenów na wat – w przypadku żarówek: 16 lm/W) oraz duża żywotność (do 100 000 godzin – żarówki: około 1000 godzin). 

Wynalazek japońskich naukowców przyczynił się także do powstania niebieskich laserów. Pozwoliły one na zastąpienie płyt DVD przez Blu-ray, a drukarek atramentowych na laserowe.

Źródło: ExtremeTech, PAP, BBC

Odsłon: 13021 Skomentuj newsa
Komentarze

40

Udostępnij
  1. CentPL
    Oceń komentarz:

    12    

    Opublikowano: 2014-10-07 19:21

    BlueRay mi się z Polakiem kojarzy.

    Skomentuj

    1. Jake24
      Oceń komentarz:

      3    

      Opublikowano: 2014-10-07 20:57

      Owszem, ale chyba chodziło Ci o niebieski laser.

      Skomentuj

    2. TotallyNormal
      Oceń komentarz:

      5    

      Opublikowano: 2014-10-07 21:22

      A mi BluRay nie kojarzy się z diodami.

      Skomentuj

    3. kitamo
      Oceń komentarz:

      1    

      Opublikowano: 2014-10-11 20:16

      blu-ray jak juz
      I jest roznica miedzy diodą a laserem

      Skomentuj

  2. limera1n
    Oceń komentarz:

    10    

    Opublikowano: 2014-10-07 19:22

    Żarówki oświetlały wiek XX; wiek XXI oświetlą diody LED -
    chyba najlepszy komentarz do świetnej pracy jaką wykonali

    Skomentuj

  3. cura666
    Oceń komentarz:

    13    

    Opublikowano: 2014-10-07 19:24

    Chyba nie odkryję ameryki pisząc, że sformułowanie dioda LED to masło maślane?

    Skomentuj

    1. dondahaka
      Oceń komentarz:

      -3    

      Opublikowano: 2014-10-07 19:30

      Mylisz się. Dioda to półprzewodnik, która w pierwotnej formie nie emituje światła, a jedynie przewodzi w jednym kierunku. Dioda led wykonuje to samo dodatkowo emitując światło.

      Skomentuj

      1. Hans Olo
        Oceń komentarz:

        12    

        Opublikowano: 2014-10-07 19:33

        Przełożę Ci to na polski: Dioda emitująca światło dioda. Tak to jest masło maślane.

        Skomentuj

      2. cura666
        Oceń komentarz:

        7    

        Opublikowano: 2014-10-07 19:35

        Chodzi o to, że LED - light emitting diode

        Skomentuj

      3. gormar
        Oceń komentarz:

        1    

        Opublikowano: 2014-10-07 19:37

        Akurat to twój przedmóca ma rację. Skrót LED oznacza Light Emitting Diode, czyli diodę emitującą światło.

        Skomentuj

          1. kombajn
            Oceń komentarz:

            1    

            Opublikowano: 2014-10-08 08:21

            To czekaj dalej, albo użyj szarych komórek do czegoś poza pisaniem idiotycznych komentarzy. Czemu idiotycznych? Bo mianem czarnego światła potocznie nazywa się światło UV, a takie diody istnieją od dawna.

            Skomentuj

        1. czeczen
          Oceń komentarz:

          1    

          Opublikowano: 2014-10-07 23:23

          Do wszystkiego się musicie przypieprzyć..
          W takim razie przyczepmy się też do " zabezpieczenie ovp" i tym podobnych?

          Skomentuj

          1. Khiav
            Oceń komentarz:

            -1    

            Opublikowano: 2014-10-08 11:57

            Tak, bo są to pleonazmy, tak samo jak "numer NIP" czy "numer PIN". To są błędy na poziomie podstawówki.

            Skomentuj

    2. luk9400
      Oceń komentarz:

      2    

      Opublikowano: 2014-10-07 23:15

      Tak samo jak pamięć RAM i kilka innych określeń.

      Skomentuj

    3. chromakowo
      Oceń komentarz:

      2    

      Opublikowano: 2014-10-09 14:16

      Wyrażenia typu artykuły AGD, numer NIP, pamięć RAM, dioda LED, płyta CD, numer PIN, podatek VAT, wirus HIV, komputer PC są pleonazmami, jednak w praktyce ich użycie jest powszechne i przez językoznawców uważane za poprawne.
      Źródła:
      http://pl.wikipedia.org/wiki/Pleonazm
      oraz
      http://sjp.pwn.pl/poradnia/haslo/;9559

      Skomentuj

  4. Hans Olo
    Oceń komentarz:

    -6    

    Opublikowano: 2014-10-07 19:35

    A ja tym ludziom dziękuję serdecznie za rynek PC obsrany niebieskimi pizdrykami atakującymi wszystko i wszystkich zewsząd. Jakkolwiek wybitne to osiągnięcie, tak skutki dla mnie zatrważające.

    Skomentuj

    1. gloryseeker
      Oceń komentarz:

      -1    

      Opublikowano: 2014-10-08 12:01

      Racja. Wciskanie ledów gdzie popadnie z pewnością inteligentne nie jest. Bo jakie spektrum światła oferują ledy? Czyżby bardziej zbliżone do słonecznego niż łatwo dostępne halogeny? Jeśli tak, to można się nad nimi zastanowić, czy koszt wymiany żarówek na ledy i ich eksploatacji zwróci się po kilku latach, przy tym nie wywołując uszczerbku na zdrowiiu (parametry światła gorsze od tradycyjnych żarówek, tańsze ledy dodatkowo migoczą). Ledy są dobre do oświetlenia reklamowego działającego 24h/dobę na które to reklamy rzucamy okiem i przechodzimy dalej.... ot pierwszy lepszy artykuł: http://tech.wp.pl/kat,1009779,title,Zarowki-LED-niszcza-wzrok-Przerazajace-wyniki-badan,wid,15644220,wiadomosc.html?ticaid=11395b
      Nie mam w domu ledów, oświtlam tradycyjnymi żarówkami a przy biurku halogen (chociaż na kalce obecnie rzadko pracuję), oglądam filmy na CRT, plazmie i katodach i nie mam problemu od prawie 30 lat ze wzrokiem.

      Skomentuj

  5. R2rrO
    Oceń komentarz:

    10    

    Opublikowano: 2014-10-07 20:07

    Dodam, że żarówki mogłyby świecić dłużej niż zakładane 1000h - jednak pewne korporacje ustaliły, że 1k będzie dla nich najbardziej opłacalne ;)

    Skomentuj

    1. TotallyNormal
      Oceń komentarz:

      0    

      Opublikowano: 2014-10-07 21:27

      Jest o tym bardzo dobry dokument na BBC "The man who made us spend" pierwsza część. Jest tam też o idiotyźmie jabłkowych koczowników premierowych.
      http://www.bbc.co.uk/programmes/p01zxm9b

      Oczywiście dostępny również z alternatych źródeł.

      Skomentuj

  6. irondick
    Oceń komentarz:

    0    

    Opublikowano: 2014-10-07 20:08

    Zaraz, zaraz przecież to Polscy naukowcy opracowali niebieską diodę, ta Japońska jest fioletowa... Może się mylę i chodzi o laser...?

    Skomentuj

    1. Estivo
      Oceń komentarz:

      2    

      Opublikowano: 2014-10-07 20:15

      Oni stworzyli diodę, a Polacy laser.

      Skomentuj

  7. arcadios
    Oceń komentarz:

    3    

    Opublikowano: 2014-10-07 20:12

    Żadne świetlówki kompaktowe i Ledy! Używam, zwykłych żarówek, które dzisiaj można kupić jako specjalne, bo dają najbardziej naturalne światło!

    Skomentuj

    1. R2rrO
      Oceń komentarz:

      0    

      Opublikowano: 2014-10-07 20:44

      To oczywiste, że źródło światła o niskim współczynniku CRI [Ra] - nie nadaje się tam, gdzie wymagamy dobrego odwzorowania barw. Temperatura barwowa również może mieć znaczenie, dla biologicznego zegara człowieka.

      Obecnie na rynku, można już znaleźć źródła światła oparte na technologi LED, o dobrych parametrach (szukać informacji na opakowaniu). Takie źródła światła, z powodzeniem można stosować np. w kuchni (tam współczynnik CRI jest bardzo istotny), pokoju dziennym, a nawet do czytania - choć tutaj, światło żarowe chyba będzie najlepszy rozwiązaniem - wszak lata ewolucji świeca, żarówka, a kiedyś zastąpi to LED, lub OLED;)
      Wszędzie indziej, LEDy mają zdecydowane zalety i przewagę nad świetlówkami i ośw. żarowym - gdzie nie widzę już sensu stosowania tradycyjnych żarówek.

      Podsumowując, technologie LED wciąż są rozwijane - wiec to co na końcu napisałeś, może mijać się z prawdą :P

      Skomentuj

    2. TotallyNormal
      Oceń komentarz:

      3    

      Opublikowano: 2014-10-07 21:28

      "Żarówki" LED to jedynie zlepek fragmentów widma i daje takie trupie światło.

      Skomentuj

      1. klosz007
        Oceń komentarz:

        0    

        Opublikowano: 2014-10-07 22:54

        Nie wszystkie. Są zimne i ciepłe. Ja mam mieszkanie w dużym stopniu oświetlone ciepłymi LEDami (główne źródła światła to jednak nadal świetlówki kompaktowe) i nie mam zastrzeżeń co do barwy światła. Z wyjątkiem jednego zestawu który wyraźnie ma zielonkawy poblask. Niestety ciepłe żarówki LED dają przy tej samej mocy mniej światła niż zimne.

        Większy problem upatruję w tym, że żarówki LED dają światło mniej rozproszone niż klasyczne żarówki lub świetlówki kompaktowe. LEDy dobre są tam, gdzie jest potrzebny w miarę skupiony strumień (np. reflektorki sufitowe w kuchni czy łazience, korytarze itp.) ale tam gdzie miały by wprost zastąpić np. jedno źródło światła na środku pomieszczenia nie sprawdzają się za bardzo.

        Poza tym strumień świetlny w stosunku do wielkości "żarówki" jest przy LEDach nadal niższy niż przy świetlówkach czy klasycznych żarówkach. Świetlówka z "dużym" gwintem o wielkości klasycznej żarówki zastępuje pod kątem ilości wytwarzanego światła klasyczną żarówkę o mocy nawet 120W (mówię o świetlówkach 23W). Tej samej wielkości żarówka LED daje ekwiwalent max. 60W klasycznej żarówki. W praktyce oznacza to, że jeżeli chcemy zastąpić klasyczne żarówki lub świetlówki żarówkami LED to musimy mieć więcej punktów świetlnych i dodatkowo należy brać pod uwagę pierwszy problem o którym pisałem.

        Zmierzam do tego, że chcąc oświetlić mieszkanie LEDami należy to najlepiej brać pod uwagę już przy projektowaniu układu oświetlenia. Zamiana istniejących klasycznych żarówek wprost na żarówki LED może dać słabe efekty, lepiej wtedy przejść na świetlówki kompaktowe.

        Skomentuj

        1. TotallyNormal
          Oceń komentarz:

          2    

          Opublikowano: 2014-10-07 23:08

          Temperatutra bieli, a ciągłość widma to zupłnie inne zagadnienia.

          Skomentuj

          1. klosz007
            Oceń komentarz:

            0    

            Opublikowano: 2014-10-07 23:48

            Ja to rozumiem ale finalnie efekt końcowy jest dla mnie taki, że obecnie sprzedawane "ciepłe" żarówki LED, pomimo dziur w widmie, nie odbiegają barwą światła od "ciepłych" świetlówek czy klasycznych żarówek.

            Skomentuj

        2. R2rrO
          Oceń komentarz:

          1    

          Opublikowano: 2014-10-07 23:17

          Zgadzam się :)
          Mimo wszystko, obecnie chyba już nikt nie projektuje i stosuje jednego punktu oświetleniowego na pomieszczenie - to już nie czasu PRLu ;) Taki sposób oświetlenia jest mało wydajny i niezbyt zdrowy dla oczu. Zdecydowanie, lepiej zastosować więcej słabszych punktów, niż jeden o dużej mocy umiejscowiony centralnie - no i właśnie LEDy uzyskują tu przewagę ;)

          Skomentuj

          1. klosz007
            Oceń komentarz:

            1    

            Opublikowano: 2014-10-07 23:51

            No dokładnie. Ja się bardziej odnosiłem do wymiany żarówek/świetlówek na LEDy w starszych budynkach, gdzie często jest jedna lampa na środku pokoju. Tam jednak lepiej pozostać przy świetlówkach kompaktowych, LEDy się nie sprawdzą.

            Skomentuj

  8. _Red_
    Oceń komentarz:

    1    

    Opublikowano: 2014-10-07 20:51

    phi, a co z ta zarowka ktora juz sie swieci ile... ponad 100 lat? tyle na temat zywotnosci zarowek. kiedys robili dobre i za dlugo dzialaly. co za interes sprzedawac zarowke ktora swieci 100 lat ;)

    Skomentuj

    1. R2rrO
      Oceń komentarz:

      3    

      Opublikowano: 2014-10-07 21:21

      To nie tak ;) Tej żarówki nikt od 100lat nie wyłączał (no może dosłownie kilka razy) - a my, normalni ludzie, dziennie wielokrotnie włączamy i wyłączmy nasze żaróweczki :)
      To jest właśnie ten istotny współczynnik i nawet mimo poprawienia żywotności, nadal ciężko byłoby wyprodukować tak długowieczną żarówkę, a nawet zbliżyć się do LED-ów. To właśnie włączanie i wyłączanie najbardziej skraca żywotność żarowego źródła światła ;)

      Skomentuj

      1. klosz007
        Oceń komentarz:

        3    

        Opublikowano: 2014-10-07 22:40

        Dodajmy - włączanie/wyłączanie w taki sposób jak to się robi w domu czyli zwykłym wyłącznikiem. Żywotność zwykłej żarówki znacznie wzrasta jeżeli oszczędza się ją przed uderzeniem prądu w czasie włączania. Zimne włókno ma b. niską rezystancję (w porównaniu do włókna rozgrzanego), jeżeli wyłącznik zostanie załączony w momencie szczytu sinusoidy to przez włókno może chwilowo płynąć prąd nawet 10x większy niż w czasie normalnej pracy, zwykle wtedy zresztą zużyta żarówka ulega przepaleniu (przy załączaniu).
        Można ten efekt ograniczyć albo przez układ miękkiego startu albo przepuszczając przez włókno stały niewielki prąd który wstępnie podgrzewa włókno. Takie rozwiązania stosuje się np. w sygnalizacji świetlnej.

        Skomentuj

    2. darekry
      Oceń komentarz:

      0    

      Opublikowano: 2014-10-08 14:11

      przy czym określenie "świeci" jest tutaj dość mocne.

      znalazłem starą książkę o elektoniki i tam ładnie opisana jest zależność żywotności od sprawności

      jak obniżymy napięcie o 10%, sprawność spadnie o 15% (sumarycznie dużo mniej światła), ale żywotność wzrośnie dwukrotnie.

      tak samo z resztą jest z samochodami - stare diesle potrafią milion km zrobić bez problemu, ale ich sprawność pozostawia wiele do życzenia.

      Skomentuj

  9. hideo
    Oceń komentarz:

    5    

    Opublikowano: 2014-10-07 23:14

    należał im się ten Nobel, tylko dlaczego dopiero teraz po tylu latach od wynalezienia diody

    Skomentuj

    1. luk9400
      Oceń komentarz:

      1    

      Opublikowano: 2014-10-07 23:18

      Mnie też właśnie zastanawia dlaczego tak późno.

      Skomentuj

      1. klosz007
        Oceń komentarz:

        1    

        Opublikowano: 2014-10-07 23:53

        Kandydatów jest wielu, czasem trzeba poczekać w kolejce, czasem waga odkrycia ujawnia się z czasem...

        Skomentuj

        1. gloryseeker
          Oceń komentarz:

          -1    

          Opublikowano: 2014-10-08 12:20

          I dlatego właśnie teraz, kiedy opracowano dane na temat szkodliwości ledów :)
          Kryteria przyznawania Nagrody Nobla, od paru lat staczają się równią pochyłą...

          Skomentuj

  10. LeCzarny
    Oceń komentarz:

    1    

    Opublikowano: 2014-10-08 12:38

    A propo żywotności żarówek - polecam dokument "Spisek żarówkowy".

    Skomentuj

  11. armar
    Oceń komentarz:

    0    

    Opublikowano: 2014-10-09 16:47

    Dla użytkowników jest bardziej opłacalne, by żarówki grzejnikowe (starego typu) świeciły 1000 godzin i jest to łatwe do policzenia. Wynika to z faktu, że wydłużenie czasu świecenia wymaga zmniejszenia temperatury żarnika, a tym samym zmniejszenia efektywności jego świecenia i wzrostu kosztów energii na jego użytkowanie. Użytkowanie żarówki mającej trwałość milion godzin, a pobierającej 150 W, choć świecącej jak 100 W jest nieopłacalne, co widać na przykładzie tysiąca godzin świecenia:
    1000 h * 0,1 kW * 60 gr/kWh = 60 zł,
    1000 h * 0,15 kWh * 60 gr/kWh = 90 zł
    Nawet gdyby żarówka o trwałości 1000 godzin i mocy 100W kosztowała 20 zł, to i tak taniej byłoby wymieniać ją co te 1000 godzin, niż kupować żarówkę o wydłużonej trwałości, ale ciemniejszą.
    Niestety przesądy łatwiej zasiać niż prostą, weryfikowalną wiedzę - stąd ludzie częściej oglądają filmy jak "Spisek żarówkowy", zamiast sięgnąć do podstaw elektrotechniki.

    Skomentuj

  12. janek.pierzyk
    Oceń komentarz:

    0    

    Opublikowano: 2015-01-07 09:57

    Info o Noblu widziałem jeszcze w takiej formie: http://luxon.pl/o-firmie/aktualnosci/
    Wreszcie zostali docenieni

    Skomentuj

Dodaj komentarz

Przy komentowaniu prosimy o przestrzeganie netykiety i regulaminu.

Aby dodać komentarz musisz być zalogowany!