FotonMag

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

Vědecký pracovník Jakoah Brgoch, Houstonské univerzity, publikoval zajímavou studii o propojení počítačových algoritmů s pátráním po nových materiálech, konkrétně využitelných jako nový luminofor v bílých LED. Výzkumníci vyvinuli nový algoritmus, který zkoumá a předpovídá vlastnosti více jak 100 000 sloučenin, které by mohly sloužit jako účinnější konverzní materiál v LED. Jednu z vypočítaných sloučenin rovněž testovali a syntetizovali, jednalo se o Sodík, Barium a Bor. Tato sloučenina nabízí 95% účinnost a vynikající tepelnou stabilitu, bohužel vyzařované světlo bylo příliš modré a nebylo by tudíž obchodně využitelné.

Projekt začal se seznamem 118 287 možných anorganických sloučenin z databáze Pearson’s Crystal Structure Database. Počítačový algoritmus je zredukoval na cca 2 000 a po dalších 30 vteřinách vygeneroval seznam zhruba dvou desítek slibných materiálů. 

Obecně LED technologie pracuje na bázi malého množství vzácných prvků – Europia nebo Ceru, jejich interakce určuje rovněž výkonost LED. Výzkumný tým se tedy rovněž zaměřil na rychlé předvídání vlastností jiných dostupnějších hostitelských materiálů.

Dle vyjádření Brgocha, výzkum poskytuje ucelený přehled o různých materiálech, který může vést k vývoji kvalitnějších a účinnějších luminoforů. Hlavní výhodou je urychlení výzkumu, jelikož tradiční cesta vede přes zdlouhavou empirickou a chybovou zkušenost. Nový algoritmus tak vědce vede rychleji k sloučeninám, které podle výpočtů mají smysl.

Cílem celého výzkumu je najít materiál, který zvýší efektivitu bílých LED a zároveň sníží výrobní náklady.

Zdroj: led-professional.com

Nová studie University v Surrey a Heinrich Heine Universität Düsseldorfu ve spolupráci se společností Philips prokazuje příznivé účinky modrých LED na snížení krevního tlaku.

Účastníci testu byli po dobu 30 minut vystaveni světelnému záření modré LED o vlnové délce 450 nm. K posouzení účinků byl měřen krevní tlak účastníků, tuhost artérií, dilatace krevních cév a hodnota oxidu dusnatého. Všechny tyto hodnoty byly měřeny před a 2 hodiny po expozici světla. Výhodou modrého světla na rozdíl od UV je absence karcinogenních účinků.  

Výzkum jasně prokázal, že modré světlo výrazně snižuje hodnotu systolického krevního tlaku téměř o 8 mm Hg, což je hodnota na úrovni léku na krevní tlak. Mimo to světelná procedura měla další pozitivní účinky na kardiovaskulární soustavu, včetně arteriální tuhosti a zvýšení relaxace krevních cév. Další pozitivní účinek byl zaznamenán u hladiny oxidu dusnatého, což je důležitá signální molekula, která chrání kardiovaskulární systém. Předpokládá se, že modré světlo působí skrz kůži a uvolňuje krevní cévy, zvyšuje průtok krve a snižuje tak krevní tlak.

Světlo by tak mohlo sloužit k prevenci kardiovaskulárních onemocnění, které zapříčiňují úmrtí u více jak 150 000 obyvatel jen ve Velké Británii.

Zdroj: led-professional.com

Luminus Devices, celosvětový výrobce vysoce výkonných LED, představuje světu nový pěstitelský LED CoB čip, určený primárně pro pěstitele konopí.

Nové zařízení bude dostupné ve 2 velikostech a to ve variantě 14 mm světelné plochy (LES) a větší 22 mm verzi. Nová LED bude dosahovat nejvyššího výkonu PPF a PPF/W ve své třídě. S provozním výkonem od 25W do 125W se rozsah PPF bude pohybovat od 45 μmol/s až přes 150 μmol/s u větší 22 mm verze.

LED CoB jsou k dispozici se dvěma poměrovými možnostmi spektra mezi modrou a červenou, a to 1:1 nebo 1:2. Ačkoli je barva LED často označována jako “fialová”, dosahuje dvou vrcholů, jednoho při 450 nm a druhého při 640 nm.

Nové pěstitelské čipy tak výrobně nahradí zastaralé HPS lampy pro pěstování lehkých plodin jako je právě například konopí. Kromě toho široké systémové možnosti LED CoB usnadňuje výrobcům svítidel vyvinout nové řešení pro osvětlení jakéhokoliv prostoru uvnitř budovy.

Dle vyjádření Yvese Bertica, ředitele globálního marketingu produktů, CoB LED typicky překonávají HPS systémy v celé řadě směrů a to hlavně v oblasti spotřeby energie, šířky spektra, účinnosti a celkové životnosti produktu.

Zdroj: led-professional.com

Fenomenální rozmach LED technologie neminul ani oblast zdravotnictví. Pokročilá technologie tak pravděpodobně dokáže v budoucnosti šetrně pomoci s léčbou zákeřné rakoviny.

Vědci z univerzity Waseda v Japonsku vyvinuli implantovatelné zařízení, které se skládá z LED čipů a bioadhezivních nano článků, které prokazatelně zmenšily nádory na testovaných myších pomocí fotodynamické terapie.

Pokročilá mPDT léčba, tzv. metronomická fotodynamická terapie, spočívá v kombinaci léku a speciálních světel za účelem dlouhodobé eliminace rakovinotvorných buněk. Léčebné zařízení s LED technologií je umístěno na povrchu tkáně a přesně dávkuje nízké intenzity potřebného světla.

Výzkumný tým dokázal snížit až 1000 krát intenzitu světla oproti klasické léčbě PDT, která může poškozovat i zdravou tkáň v okolí nádoru.

Dle vyjádření vedoucího výzkumného týmu, Toshinoriho Fujieho, by zařízení mohlo vést ke strategické změně léčení rakovinových nádorů v orgánech, jako je mozek nebo pankreas. U těchto orgánů je velmi riskantní provádět operaci nebo nešetrnou radioterapii. Přímým upevněním zařízení mRNA na cílovém nádoru by mohlo dojít ke snížení ohrožení zdravých oblastí těla.

Zdroj: ledinside.com

Během let se objevilo mnoho tvrzení o tom, že LED osvětlení neláká hmyz kvůli absenci UV záření. K dané problematice existuje mnoho rozličných pohledů a studií.

Nejbližší studie k dané problematice byla uskutečněna již v roce 2005 na Zemědělské univerzitě v Pakistánu. Výzkum probíhal v oddělených místech ve vzdálenosti cca šest metrů od sebe. Zde se postavilo několik osvětlených obrazovek s různým spektrem. Shromážděný hmyz byl zachycován na každém panelu v půlhodinových intervalech.

Výzkum prokázal že zhruba 60-70 % hmyzu preferuje světlo na modrém konci spektra. Zbylá část hmyzu má rozlišné preference 18 % mířilo na bílé světlo, 8-10 % mířilo na žlutou barvu a zbytek do části červených světel.

Závěrem se tak dá říct, že hmyz má různé preference a nelze jednoznačně potvrdit tuto teorii. Díky nižší povrchové teplotě LED osvětlení je však pro hmyz méně nebezpečné a je možná otázkou času než si na tuto novou technologii zvykne.

Zdroj: luxreview.com