Je leest:

Meer licht met gelaserde gloeilampen

Meer licht met gelaserde gloeilampen

Terwijl de gloeilamp langzaam uit het dagelijks leven verdwijnt, hebben Amerikaanse natuurkundigen een proces ontdekt waarmee de eenvoudige lampjes flink verbeterd kunnen worden. Na een behandeling met supersnelle laserpulsen geeft een lamp van 60 watt plotseling bijna twee keer zoveel licht – terwijl het energieverbruik gelijk blijft.

In een simpele gloeilamp gaat een aanzienlijk deel van de energie die door de gloeidraad gaat verloren aan warmtestraling. Hoe verminder je dat? Dat is eenvoudig, bedachten Amerikaanse en Russische laserwetenschappers. De ideale gloeidraad is zwart. Zo zwart, dat het al het licht dat erop valt absorbeert – want zo’n perfecte lichtvanger is ook een perfecte straler. Dus als we die gloeidraad pikzwart kunnen krijgen hebben we de ideale gloeidraad in handen.

Medium

Maar hoe maak je van een gloeidraad, gemaakt van grijswit wolfraam, een zwarte straler? Kleur is tenslotte een materiaaleigenschap, die niet zomaar te veranderen is. De onderzoekers pasten een slimme truc toe, die bekend staat als blackening. Met een supersnelle gepulste laser brachten ze een structuur aan op de gloeidraad – groefjes van enkele tientallen nanometers breed. Die groefjes kunnen licht heel effectief ‘opvangen’, zodat het geabsorbeerd wordt en niet meer teruggekaatst. En omdat het perfecte absorptiemetaal ook de perfecte straler is, kan dit proces de ouderwetse gloeilamp opkrikken tot een ware efficiëntiekampioen.

Medium
Op het bovenste plaatje (a) is de opstelling te zien waarmee de onderzoekers hun blackening-proces hebben uitgeprobeerd. Een gloeilamp met een plat venster wordt door een supersnelle gepulste laser bewerkt, waarna het licht dat uit de lamp komt wordt gemeten met een CCD-camera (figuur b). De gloeidraad is in afbeelding c te zien, bekeken met een elektronenmicroscoop. De groefjes zijn met de gepulste laser gemaakt.
Vorobyev & Guo

Het resultaat was direct zichtbaar toen de onderzoekers een klein deel van een gloeidraad met hun laser bewerkten. Het verschil in efficiëntie was enorm: een lamp van 60 watt gaf na de behandeling plotseling net zoveel licht als een onbehandelde lamp van 100 watt. Volgens de metingen is de behandelde gloeidraad zelfs bijna perfect: ruim 90% van de stroom door de gloeidraad wordt omgezet in licht.

Helaas is het blackening-proces nog niet zo eenvoudig toe te passen dat er binnenkort lampen met zwarte gloeidraden in de winkel liggen. Maar zo lang spaarlampen en LED-verlichting nog duur en ongezellig zijn, is een zuinige gloeilamp een interessante ontwikkeling waar we vast nog meer van zullen horen.

Bron: Physical Review Letters 102, 2009 Titel: Brighter Light Sources from Black Metal: Significant Increase in Emission Efficiency of Incandescent Light Sources Auteurs: A.Y. Vorobyev, V. S. Makin, en Chunlei Guo

Zie verder:

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 11 juni 2009

Discussieer mee

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

LEES EN DRAAG BIJ AAN DE DISCUSSIE