FotonMag

Hanli Liu a Jacek Dmochowski, odborní asistenti bioinženýrství na Městské univerzitě v New Yorku, pracují na využití technologie založené na bázi světla, ke zvýšení energie pro mozkové buňky a ke zlepšení výkonu astronautů. Na tento projekt obdrželi grant od NASA ve výší 800 000 USD (necelých 20 mil. Kč).

Liu zkoumá, jak používat infračervené světelné lasery k detekci traumatických poranění mozku a symptomů posttraumatické stresové poruchy. Další částí tohoto výzkumu je prozkoumání neurofyziologického principu neinvazivního dodávání infračerveného laserového světla pro zlepšení kognitivních funkcí lidského organismu. Tento výzkum vede k pochopení principů stimulace mitochondrií pomocí světla. Mitochondrie jsou, zjednodušeně řečeno buňky, které podporují energetické procesy v mozku, vedoucí ke zvýšené činnosti a zmírnění ztráty paměti.

Nový grant umožní prozkoumat, zda LED může nahradit lasery, jako způsob dodání blízkého infračerveného světla. Konkrétně k nalezení ideálního vlnového rozsahu a doby trvání, které jsou nezbytné pro dosažení požadovaných efektů.

Výzkumní pracovníci mají důkaz, že paměť může být zlepšena hned po vystavení světla na určité oblasti lidského mozku po dobu osmi až deseti minut. Výzkum Liu se snaží dokázat, že po zvýšení výkonu infračervených LED v bezpečných úrovních, může dosáhnout stejného efektu jako laser, při zajištění větší bezpečnosti, menších rozměrů a hlavně v přenosnější formě.

Zdroj: ledinside.com

Mezinárodní výzkumný tým vytvořil na švédské univerzitě Linköping infračervenou LED na bázi perovskitu s vysokou kvantovou účinností 21,6%.

Perovskity mají dobré světelné vlastnosti a snadno se vyrábějí. Nicméně, externí kvantová účinnost LED na bázi perovskitů byla dosud omezena v důsledku defektů při výrobě materiálu. Výrobní vady působí jako pasti pro nosiče nábojů a způsobují ztráty energie.

K vyřešení tohoto problému přidali vědci tzv. “pasivační molekuly”, které se váží na atomy způsobující defekty. I když se z dřívějšího bádání zjistilo, že molekula s aminoskupinami na svých koncích poskytuje určité zlepšení vlastností, dramatické zlepšení však přineslo až použití molekuly obsahující atomy kyslíku.

Použitelná molekula má na svém konci dvě aminoskupiny, přičemž jsou atomy kyslíku v optimální vzdálenosti mezi nimi. Atomy kyslíku snižují schopnost aminoskupin vázat vodík a zvyšují tak pravděpodobnost interakce s defekty. Počet pastí pro nosiče náboje v perovskitu se významně snížil, což umožňuje nosičům náboje efektivně emitovat světlo.

Dle vyjádření jednoho z vědců, Fenga Gaa, tento materiál s perovskitem poskytuje vysoce účinnou LED v blízké infračervené oblasti (NIR). LED s infračerveným zářením jsou zvláště vhodné pro lékařské a telekomunikační aplikace. Tým věří, že jejich nové poznatky půjde do budoucna aplikovat také na perovskitové světelné diody s jinými barvami.

Zdroj: ledinside.com

Západní Virginská Univerzita přichází se zajímavým výzkumem, který prokazuje negativní dopad nočního bílého světla na kardiaky.

Dle výzkumu vedeného týmem Randy Nelsona, může mít bílé světlo v noci na kardiaky devastující účinky. Bílé světlo může způsobit záněty, úmrtí mozkových buněk a celkové zvýšené riziko mortality.

Výzkumníci provedli srdeční zástavu na exponovaných zvířatech ve třech skupinách. Jedna v tmavém červeném světle, tmavém bílém světle a třetí ve tmě. Po sedmi nocích tohoto režimu výzkumníci vyhodnotili zdraví mozkových buněk modelů a zjistili, že skupinka vystavená bílému světlu v noci jako jediná vykazovala negativní výsledky. Rovněž byl u této skupinky zaznamenáno úmrtí mozku v oblasti hipokampusu (důležitá část mozku pro krátkodobé uchovávání informací a při prostorové orientaci).

Dle vyjádření Nelsona: Problém nastává, když se dlouhodobě lidský organismus vystavuje modrému světlu v noci – z telefonů, televizorů, počítačů a kompaktních zářivek. Ty tak narušují cirkadiánní systém. Tato světla vnímáme jako bílá, ale ve skutečnosti jsou většinou modrá.

Výzkum také prokázal, že jednoduchý posun změny barvy světla ze širokospektrých bílých na červený odstín má naopak pozitivní přínosy v léčbě srdečních zástav, prozatím u testovaných zvířat.

Za tímto účelem výzkumníci zkoumají, zda bílé světlo v noci vyvolává u lidí podobnou fyziologickou reakci. Čtyři noci v řadě se věnují jedné skupině hospitalizovaných kardiaků ve speciálních „herních brýlích“ s oranžovými čočkami, které filtrují nepříjemné modré světlo. Další skupina pacientů nosí identicky tvarovaná skla, která mají čiré čočky, což umožňuje přijmout celé spektrum bílého světla – včetně modrých tónů.

V případě pozitivního účinku mohou být nové brýle dostupnou a praktickou možností pro zachování funkce mozku snížení zánětu a snížení rizika úmrtí u kardiaků.

Zdroj: ledinside.com

Čínská společnost RoboSense poskytla mrazu odolné technologické řešení LiDar pro autonomní autobus Gacha, určený do všech povětrnostních podmínek.

Gacha je vybaven pokročilým 16-ti uhlovým systémem vnímání prostředí LiDar, který je navržen do tvrdých povětrnostních podmínek a hluboké zimy. Na výrobě autonomního kyvadlového autobusu se podíleli společnosti Sensible 4 a Muji, jedná se tak o  japonsko-finskou spolupráci. Sensible 4 předala do projektu své zkušenosti z oblasti navigací a softwaru pro určení polohy, společnost Muji se zaměřila na design a uživatelskou přívětivost.

V extrémních povětrnostních podmínkách je výkon a výdrž senzorů pro vnímání prostředí výrazně ovlivněn. V mrazech okolo -30°C může dojít k omezení funkčnosti některých polovodičových komponentů. Další problém může vyvstat v zasněžené krajině, která může zmást algoritmy na rozpoznávaní obrazu.

Nové řešení LiDAR představuje systém odolný vůči mrazu, který snímá 3D okolí prostřednictvím laserových pulzů. Ty jsou převedeny na 3D model okolí algoritmem, který přesně rozpoznává překážky, a to dokonce i ve zhoršených meteorologických podmínkách.

Projekt autonomních autobusů se bude od letošního dubna testovat ve Finsku.

Zdroj: ledinside.com

Výzkumný tým z Univerzity lékařského centra v Leidenu (LUMC) zveřejnil výsledky nového výzkumu zaměřeného na opravy poruch srdečního rytmu pomocí LED.

Výzkumníci použili implantovaný bioelektronický LED defibrilátor pro nastavení pravidelného srdečního tepu. Použitý systém rychle detekoval arytmie srdce na laboratorní kryse a zasílal je do LED zařízení umístěném v blízkosti srdce. Záblesk světla z LED vytvořil elektrický proud, který optimalizoval srdeční tep. To vše je umožněno použitím předchozí genové terapie, která doplní specifické proteiny citlivé na světlo.

Dle vyjádření hlavního výzkumníka, Daniëla Pijnappelse, celý systém udržoval srdce v optimální srdeční frekvenci. „Bioelektronický defibrilátor může zastavit fibrilaci síní bez úrazu elektrickým proudem. Tímto způsobem může být srdce znovu obnoveno plně automatizovaným způsobem a kdykoliv. Léčba fibrilace síní novou inovativní metodou by mohla zlepšit jak kvalitu života pacienta, tak i prognózu.

Fibrilace síní je nejčastější poruchou srdečního rytmu a současná léčba, kardioverze, je založena na podání elektrického šoku do srdce. Léčba musí být provedena v nemocnici v celkové anestézii. S novým zjištěním se vědci snaží vyvinout alternativní terapii, která bude bezbolestná.

Zdroj: ledinside.com

V moderní společnosti trávíme až 90% času uvnitř budov, což vede k absenci vystavení slunečním paprskům. Tato skutečnost může v delším období narušit naše přirozené biorytmy a vést k poruchám spánku, případně depresivním náladám.

Pro řešení tohoto problému vzniklo tzv. HCL (human centric lighting – osvětlení pro lepší lidské soustředění), které napodobuje přirozené světlo s nastavenými barvami a teplotami. Během dne světlo přechází od jasné modré barvy, která zabezpečuje ostražitost a soustředění. K večeru světlo přechází na červené a oranžové odstíny, což navozuje reakci těla na západ slunce.

Dle provedené studie, lidé, kteří byli vystaveny HCL osvětlení prokazatelně zažili lepší spánek, nižší úroveň stresu a v práci byli výkonnější a soustředěnější.

Provedený výzkum projektu společnosti Repro-Light, jehož cílem je vybudování udržitelného osvětlení v EU, zjistil, že evropští pracovníci hledají lepší osvětlení na pracovištích. Průzkumu se zúčastnilo na 1100 pracovníků v Německu, Španělsku, Itálii a Rakousku. Z nasbíraných dat bylo prokázáno, že 56% účastníků uvedlo, že by chtěli lepší osvětlení na pracoviště. Kromě toho více než 90% dotázaných uvedlo, že pracovní osvětlení má dopad na jejich náladu, zatímco 87 procent se domnívá, že ovlivňuje jejich výkon.

Přední výrobci LED osvětlení, včetně společností Signify a Osram, prosazují propojení osvětlovacího systému v budovách a kancelářích. LED výrobci jako Nichia, Seoul Semiconductor a další společnosti uvádějí na trh různé nastavitelné LED produkty pro masivnější aplikaci HCL v praxi.

Zdroj: ledinside.com

Výzkumný tým z Pennsylvania State University (Penn State) zjistil, že LED diody vyrobené s povrchovými strukturami napodobujícími světlušky mohou zlepšit účinnost osvětlení.

Mnoho vědců se zaměřuje na  vylepšení efektivnosti LED a to hlavně v oblasti zvýšení externí kvantové účinnosti. Dle vyjádření profesora elektrotechniky Stuarta Yina, je současná komerční efektivita LED asi na 50% jejich potenciálu. Výzkum prováděný na univerzitě v Penn se zaměřuje spíše na to jak dostat efektivněji světlo z LED při minimalizaci ztrát.

Výzkumný tým zaregistroval shodu mezi světluškami a LED, které obdobně čelí podobným výzvám při uvolňování světla, které produkují. Světlo se vlivem odrazu do zadních částí může ztratit nebo výrazně snížit. Jedním z řešení pro LED diody je texturování povrchu mikrostrukturami, mikroskopickými projekcemi, které umožňují vyzařovat více světla. Ve většině LED jsou tyto projekce symetrické a podobně tvarované.

Světelná část světlušek a dalšího zářícího hmyzu má tyto vzory ovšem asymetrické. Výzkumníci úspěšně aplikovali asymetrickou mikrostrukturu a zvýšili extrakci světla hned dvěma různými způsoby.

První efekt přinesla větší povrchová plocha asymetrické textury, která umožňuje větší interakci světla s povrchem, takže je vyzářeno více světla. Druhý pozitivní efekt přinesl náraz světla do dvou různých zahnutí asymetrického povrchu, došlo k většímu randomizačnímu efektu odrazů a světlo tak nezaniklo a mohlo být znovu vyzářeno ven.

Tento zajímavý způsob inspirovaný přírodou, zvýšil extrakci světla na 90%. V současné době hledají výrobci komerční společnost, která uvede výzkum v praxi.

Zdroj: ledinside.com

Anglická společnost Plessley, zaměřená na vývoj optoelektronických aplikací, představí na globální události roku CES 2019 svoje Micro LED AR/VR inteligentní brýle (rozšíření pro virtuální realitu).

Nově použité diody nabízejí 10 násobek rozlišení, 100 násobek kontrastního poměru a 1000 násobek jasu v porovnání s tradičními OLED brýlemi. To vše při poloviční spotřebě energie, což zdvojnásobuje životnost baterie v přenosných náhlavních soupravách.

Příchod inteligentních brýlí započal vývojem monolitického Micro LED displeje založeného na technologii GaN-on- Silicon. Od poloviny roku společnost započala spolupráci s firmou Vuzix na vývoj smart brýlí za použití již zmíněné Micro LED technologie. Dalšími participujícími společnostmi jsou Jasper Display a MOCVD, které se podílely na technologii křemíkové desky a zrychlení produkce GAN-on-SI.

Dle vyjádření Mika Leeda, manažera společnosti Plessley, nové Micro LED představují jasnější, lehčí a méně energeticky náročnou alternativu k ostatním zobrazovacím technologiím.

Zdroj: ledinside.com

Vývoj pěstitelského LED osvětlení otevřel nové možnosti farmaření jakými jsou vertikální plantáže, či celoroční vnitřní pěstitelství. Britští vědci z univerzity v Nottinghamu nyní přicházejí s úplně novou alternativou v podobě využití opuštěných podzemních dolů na uhlí.

Díky hydroponickým systémům a vyspělé LED technologii mohou být plodiny pěstovány v podzemních prostranstvích. Toto prostředí skýta mnoho výhod, jako například využití podzemní vody k zavlažování a absenci sezonních výkyvů počasí. Mimo to by plodiny mohly využívat a zachycovat CO2, který se v těchto prostorách hojně vyskytuje. Lze tedy dosáhnout celoroční produkce všech plodin i v oblastech, kde je nedostatek vody nebo jsou jinak ztížené klimatické podmínky.

Dle vyjádření profesora Saffa Riffata, vedoucího projektu, nejsou podzemní farmy ovlivňovány klimatickými výkyvy a jsou odolné vůči přírodním katastrofám, extrémnímu počasí, škůdcům, chorobám či průmyslovému znečištění. Ve skutečnosti je podzemní prostředí přirozeně vhodné pro růst rostlin. Rostliny potřebují uzavřené prostředí s méně kyslíkem, bohatou úrovní CO2 a vody.

Jen ve Velké Británii existuje na milióny starých dolů či tunelů a více jak 1500 nadbytečných uhelných dolů. Ty by se daly lehce transformovat do podzemních farem a tak zajistit dostupný zdroj potravy s nižšími náklady na dopravu.

Zdroj: ledinside.com

Výrobci UV LED zaznamenali obrovský zájem o tuto technologii v zemědělském odvětví. Během poslední dekády došlo k 5 násobnému nárůstu poptávky a v roce 2025 se odhaduje tržní podíl tohoto odvětví přes 1 mld. USD (22 mld. Kč).

Klíčovým trendem těchto aplikací je odvětví zemědělství, které objevuje přínosy této technologie v podobě lepších pěstitelských výnosů. Ovšem UV LED v odvětví zemědělství má daleko širší využití a pozitivní efekty. Ukázalo se, že UV záření zvyšuje v léčivých rostlinách produkci účinných látek, včetně antioxidačního vlivu a hladiny THC v konopí. Doprovodným jevem UV LED je také udržení zdravějšího prostředí, díky snížení výskytu plísní a některých škůdců.

Výzkumníci zjistili, že při absenci UV záření se může u některých rostlin objevit růst plísní na listech a tkáních. Běžné sklo v sklenících blokuje více než 90% UV-B záření, proto rostliny pěstované ve sklenících nebo v jiném podobném prostředí bez doplňkového osvětlení mohou být vystaveny tomuto negativnímu vlivu.

Rostliny mají chemické procesy, které jim umožňují identifikovat různé vlnové délky světla. Ty vyvolávají určité reakce, včetně reakcí na UV záření, které mohou změnit tvar rostlin a změnit i chemické složení. Tato oblast fotoniky však stále potřebuje mnohem více výzkumného zaměření, aby byla pochopena její komplexnost.

Vzhledem k tomu, že segment UV LED vytrvale snižuje cenu, je pravděpodobné, že dojde k jeho masivnějšímu použití a výrazně se zvýší schopnost zabudovat UV do oblasti efektivního zemědělství. Tato skutečnost umožní další výzkum a vývoj UV řešení včetně identifikace optimálních kombinací UV vlnových délek pro dosažení požadovaných účinků u konkrétních druhů rostlin.

Zdroj: led-professional.com