Max Home IndustryСамый большой стадион в США, заполненный десятками тысяч шумных фанатов американского футбола, был залит синим светом. Люди на трибунах держали в руках свои телефоны, создавая в толпе море звездообразных пятен.
«Это наша команда! Это Мичиган!» — заиграло видео на огромном экране, и раздались аплодисменты.
Атмосферу усилила новая система визуальных развлечений, которая дебютировала на стадионе «Мичиган» 16 сентября. Цветные мигающие, стремительные огни отмечают приземление или сопровождают музыку.
Цвета команды Мичиганского университета — желтый («кукурузный») и синий. Световое шоу было разработано специально для этого.
«Это на 100 % влияет на впечатления на стадионе», — говорит Джейк Стокер, директор по презентации игр и работе с болельщиками Мичиганского университета.
«Еще один захватывающий элемент прихода на футбольный матч, который нельзя получить, сидя дома на диване».
Как и на многих стадионах, на стадионе Мичиган световое шоу обеспечивают светодиоды (LED).
Но не так давно синие светодиоды, достаточно мощные, чтобы осветить такой большой стадион — третий по величине в мире, — показались бы возмутительно продвинутыми. Яркие светодиоды, излучающие синий свет, были изобретены только в 1990-х годах. Ученые, придумавшие эту технологию, позже получили Нобелевскую премию.
Исследователи утверждают, что светодиоды могут быть даже дешевле и энергоэффективнее, чем сегодня. Они могут произвести революцию во всем: от наружного освещения до гарнитур виртуальной реальности.
На стадионе «Мичиган» различные цвета, представленные на выставке, создаются системой развлекательного освещения с красными (R), зелеными (G) и синими (B) светодиодами или светильниками, говорит Брэд Шлессельман, старший инженер-исследователь Musco Lighting. которая предоставила технологию. Система RGB на самом деле может излучать огромный диапазон цветов, просто смешивая красный, зеленый и синий с различной интенсивностью.
«Даже на уровне средней школы существует спрос на меняющие цвет и театральные вещи, которые мы видим в Мичигане», — добавляет Шлессельман.
Кроме того, в городах и поселках США оборудуют светодиодным освещением местные достопримечательности, в том числе водонапорные башни, чтобы подсвечивать конструкции специальными цветами для определенных событий или случаев. Розовый цвет, например, в честь месяца осведомленности о раке молочной железы, который приходится на октябрь этого месяца.
Пожалуй, самое впечатляющее использование светодиодов можно увидеть в «Сфере» Лас-Вегаса, открывшейся в прошлом месяце. Миллионы светодиодов могут превратить внешний вид практически в любой узор или изображение, которое вы только можете себе представить, и осветить огромные экраны внутри.
Однако в 1970-х и 80-х годах светодиоды обычно считались неэффективными. «Невозможно, чтобы этот маленький игрушечный фонарик мог сделать что-нибудь полезное — таково было отношение в то время», — говорит Пол Шейдт, старший менеджер по маркетингу продукции Cree LED, крупного производителя устройств. Эти дорогие и слабо излучающие источники света годились для крошечного красного индикатора или, может быть, для инфракрасного пульта от телевизора, но не более того.
Ситуация изменилась, когда инженеры смогли создать светодиоды, излучающие гораздо больше фотонов или света, чем раньше. Светодиоды излучают свет, когда электроны — отрицательно заряженные частицы — внутри устройства переходят из более высокого энергетического состояния в более низкое. Этот процесс высвобождает энергию в виде света. Используя различные материалы, вы можете регулировать размер капли (известный как запрещенная зона) и длину волны или цвет излучаемого света.
Синий был особенно сложным, поскольку основной материал, необходимый для этого оттенка, нитрид галлия, было трудно изготовить без дефектов.
Но синий — это мощный цвет с очень высокой энергией (с большой запрещенной зоной), поэтому синие светодиоды можно использовать, например, в качестве основы для всех других цветов в некоторых телевизионных дисплеях. В каждом пикселе используются три синих светодиода, но два из них будут фильтроваться или иным образом регулироваться для получения красных и зеленых оттенков.
Синие светодиоды также обычно являются источником белого света. Синий свет просто регулируется с помощью материалов, называемых люминофорами.
И все же совершенно новая светодиодная технология ждет своего часа, поскольку ученые говорят, что эта технология может быть еще более эффективной.
Дэн Конгрив и его коллеги из Стэнфордского университета работают над светодиодами, изготовленными из кристаллов перовскита — материала, часто используемого в солнечных элементах. Перовскиты дешевы и просты в изготовлении. По словам доктора Конгрива, их можно «настраивать» до желаемого цвета и даже смешивать с раствором, а затем наносить на поверхности в виде светоизлучающих слоев.
Однако добиться стабильности перовскитных светодиодов сложно. Они продолжают ломаться.
«Мы их поднимаем и измеряем, они довольно быстро умирают», — говорит Конгрив. Он добавляет, что надеется, что эту проблему удастся решить. Он и его коллеги уже улучшили стабильность со времени своих первых экспериментов.
Если им удастся решить эти проблемы, перовскитные светодиоды можно будет использовать в самых разных устройствах, говорит Джон Бакеридж, физик-материалов из Лондонского университета Саут-Бэнк.
Кроме того, в Японии исследователи недавно придумали синий светодиод, который можно питать от одной батарейки типа АА с напряжением всего 1,47 В. Обычно вам нужно минимум 4 вольта. «Это круто, как инженерный подвиг», — говорит доктор Конгрив, который сам не участвовал в работе.
Система использует умную физику для увеличения производства фотонов. В традиционном светодиоде при подаче питания внутренние материалы достигают состояния возбуждения, при котором три четверти времени фактически не излучают свет. Команда из Японии смогла побудить эти возбужденные состояния объединиться и производить свет, при этом требуя при этом меньше энергии. В сентябре они опубликовали свою работу в газете.
Еще технологии бизнеса
Для таких технологий, как виртуальная и дополненная реальность, нам нужны чрезвычайно яркие светодиоды, чтобы четко видеть изображения, — говорит Кейт Стрикленд, генеральный директор Plessey Semiconductors, британской фирмы, работающей с Meta над такими устройствами.
Но нынешние OLED-дисплеи недостаточно яркие, поэтому компания разрабатывает микро-светодиоды, отдельные светодиоды красного, зеленого или синего цвета, размер которых значительно меньше 20 микрон — это менее трети толщины человека. волосы.
В этом микроскопическом масштабе на самом деле наиболее сложным является красный цвет, говорит доктор Стрикленд. Красные микросветодиоды больше страдают от неэффективности на границе светоизлучающего компонента. Поскольку устройство такое маленькое, его край оказывает преувеличенное воздействие, что делает эти проблемы более заметными.
Светодиоды быстро становятся повсеместными, но их технологическое развитие еще далеко от завершения. Как говорит доктор Конгрив, «еще есть куда расти» — и, по-видимому, сиять.