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Hilfen der Nanoskala 3D Druckaufdecken, wie Leuchtkäfer-inspirierte Oberfläche LED-Leistungsfähigkeit aufladen kann

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Wissenschaftler von Penn State University haben einen neuen Typ Glühlampe der Leuchtdiode (LED) geschaffen, der die Weise ändern könnte, die, wir unsere Häuser beleuchten. Der Entwurf der neuen LED ahmt die Strukturen nach, die durch Leuchtkäfer in der Natur benutzt werden und könnte Leistungsfähigkeit bei der Verringerung von Stromrechnungen verbessern.

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„LED-Glühlampen spielen eine Schlüsselrolle in der sauberen Energie,“ sagte Stuart (Shizhuo) Yin, Professor der Elektrotechnik. „Gesamthandels-LED-Leistungsfähigkeit ist z.Z. nur ungefähr 50 Prozent. Eins der Hauptanliegen ist, wie man den so genannten hellen Abscheidegrad der LED verbessert. Unsere Forschungsschwerpunkte auf, wie man erhält hell aus der LED heraus.“

Leuchtkäfer und LED stellen ähnliche Fragen gegenüber, wenn sie das Licht freigeben, das sie produzieren, weil das Licht rückwärts sich reflektieren kann und verloren ist. Eine Lösung für LED ist, die Oberfläche mit den mikroskopischen Projektionen zu masern, bekannt als Mikrostrukturen, die mehr Licht entgehen lassen. Während die Mikrostrukturen auf LED-Lichtern symmetrisch sind, sind die auf Leuchtkäferlaternen nicht. Die Forscher bemerkten, dass die Mikrostrukturen auf Leuchtkäferlaternen asymetrisch waren -- die Seiten lagen in den verschiedenen Winkeln schräg und gaben einen schiefen Auftritt.

„Ich bemerkte tue nicht nur Leuchtkäfer habe diese asymetrischen Mikrostrukturen auf ihren Laternen, aber eine Art glühende Schabe wurde auch berichtet, um ähnliche Strukturen auf ihren glühenden Stellen zu haben,“ sagte Chang-Jiang Chen, Doktorand in der Elektrotechnik und führenden Autor in der Studie. „Dieses ist, wo ich versuchte, in die Studie des hellen Abscheidegrads unter Verwendung der asymetrischen Strukturen ein wenig tiefer zu gehen. „Unter Verwendung der asymetrischen Pyramiden, zum von microstructured Oberflächen, das Team zu schaffen fand, dass sie hellen Abscheidegrad zu herum 90 Prozent verbessern konnten.

Wissenschaftler glauben, dass asymetrische Mikrostrukturen helle Extraktion auf zwei Arten erhöhen. Zuerst erlaubt die größere Fläche der asymetrischen Pyramiden größere Interaktion des Lichtes mit der Oberfläche, damit weniger Licht eingeschlossen wird. Zweitens erhöht die verschiedenen Größen von Steigungen auf den Pyramiden den Zufallszuteilungseffekt der Reflexionen und Licht wird eine zweite Chance gegeben zu entgehen. Um dieses experimentell zu zeigen, verwendeten die reseachers die Nanoskala 3D, die druckt um die symmetrischen und asymetrischen Oberflächen zu schaffen und maßen die Menge von hellem ausgestrahlt. Wie erwartet erlaubte die asymetrische Oberfläche, dass mehr Licht freigegeben wird.

Forscher glauben, dass es viel Raum gibt, zum des hellen Abscheidegrads weiter zu verbessern und ihre Annäherung an der Handelsfertigung von LEDs.The-Forschern leicht angewendet werden könnte haben archiviert für ein Patent auf dieser Forschung. „Sobald wir das Patent erhalten, erwägen wir, mit Herstellern auf dem Gebiet zusammenzuarbeiten, um diese Technologie in den Handel zu bringen,“ sagte Yin. Andere Forscher, die an dem Projekt arbeiteten, waren Jimmy Yao, Wenbin Zhu, Ju-Hung Chao, Annan Shang und Yun-Goo Lee, Doktoranden in der Elektrotechnik.