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從19世紀(jì)以來，傳統(tǒng)的白熾燈泡的誕生就是人類的一大福音。但極低的能源轉(zhuǎn)換效率使它逐步被淘汰，人們開始尋找更環(huán)保的替代品。
終于，白熾燈泡也迎來了春天。美國(guó)的科學(xué)家發(fā)明了一種新型白熾燈，這種燈泡能利用自己的余熱來再次發(fā)光，有效的利用了能源。
新燈泡的研究人員說，在如今這個(gè)傳統(tǒng)節(jié)能燈（緊湊型熒光燈，發(fā)光二極管燈泡）盛行的時(shí)代，如果這項(xiàng)新技術(shù)發(fā)揮到極致，可以節(jié)省大量能源。
白熾燈通過一根電線（通常是鎢絲）的發(fā)熱來發(fā)光。熱度達(dá)到近2700攝氏度。高溫導(dǎo)致電線發(fā)出可見光，但這不是利用全部的熱發(fā)出的光。它還產(chǎn)生大量的我們看不見的輻射,比如紅外線。這意味著，由于發(fā)熱，95%以上的能源被浪費(fèi)掉了。
這也解釋了為什么白熾燈日益被更節(jié)能的CFL燈和LED燈所替代。但我們是否能尋找到一種利用多余的熱量和能量的方法來改變白熾燈被淘汰的悲催命運(yùn)呢？這也正是麻省理工學(xué)院d研究人員在盡力解決的問題。他們發(fā)明了一種能“回收光”的燈泡。步驟有二。
第一步，他們做了一個(gè)傳統(tǒng)的有發(fā)熱金屬絲的白熾燈泡。
第二步，研究人員做了一個(gè)神秘裝置安裝在燈絲周圍。這個(gè)裝置是光子晶體形式，能回收燈絲產(chǎn)生的多余的輻射后成為可見光。
研究人員的挑戰(zhàn)是找到一種既能反射紅外線又能發(fā)出可見光的材料。
研究人員之一，Ognjen Ilic說到：“整個(gè)過程的關(guān)鍵進(jìn)展就是設(shè)計(jì)一個(gè)光子結(jié)構(gòu)，使燈泡發(fā)出可見光的同時(shí)廣角反射紅外線。傳統(tǒng)的光子結(jié)構(gòu)常常只有一個(gè)入射角。而我們的挑戰(zhàn)是將其光學(xué)特性拓展到有多個(gè)入射角。”
研究人員發(fā)明的這種結(jié)構(gòu)與納米結(jié)構(gòu)相關(guān)，可描述為自然納米技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)使初步研制出來的新燈泡的能源利用效率達(dá)到6.6%，比傳統(tǒng)白熾燈泡的2-3%高出三倍。
雖然目前的能源利用率沒有CFL燈（7-13%）或者LED燈（5-13%）高，但研究人員相信，未來這項(xiàng)技術(shù)能實(shí)現(xiàn)40%的能源利用效率。這意味著有一天我們還能在超市售貨架上重新看到白熾燈泡的身影。
研究人員覺得在實(shí)現(xiàn)這個(gè)美好愿望之前，節(jié)能燈泡還有一段很長(zhǎng)的路要走。研究成員之一Marin Solja?i?說：“因?yàn)長(zhǎng)ED燈是一個(gè)很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，人們有充足的理由購買它。但了解這些基本的光熱或其他原理，對(duì)購買者來說還是很重要的。”
via sciencealert
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