中國科學(xué)家近日于長春交流展示了他們有關(guān)燈泡和顯示屏的最新研究成果，希望通過推廣新的半導(dǎo)體照明技術(shù)，為中國節(jié)約能源，降低溫室氣體排放強(qiáng)度。
隨著中國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中國的能源消耗也在高速增長，2014年中國煤炭消費(fèi)占全球的47.4%。近期國內(nèi)城市嚴(yán)重霧霾以及全球變暖等問題使得中國發(fā)展節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)愈發(fā)迫在眉睫。
半導(dǎo)體照明（LED）產(chǎn)業(yè)作為低能耗、低排放的典范，成為了中國節(jié)能減排目標(biāo)中的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，因而備受重視。中國科學(xué)院于2013年開始實(shí)施“璀璨行動”，旨在推動半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
中科院電工研究所研究員許海平介紹，目前中國的照明用電占總電能消耗的15%至20%。新一代的LED光源技術(shù)節(jié)能潛力是非常大的，如果在全國推廣LED照明技術(shù)，可以有效節(jié)省10%以上的全國發(fā)電量。
中國科學(xué)院半導(dǎo)體所研究員、半導(dǎo)體照明中心主任李晉閩說，半導(dǎo)體節(jié)能減排的效果非常明顯，截止到目前，半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值是4200億元，節(jié)約用電2000億度，減少二氧化碳排放2000萬噸。“璀璨行動”計(jì)劃將科研成果推廣到企業(yè)，以揚(yáng)州中科半導(dǎo)體照明有限公司為例，其一年生產(chǎn)的LED芯片，如果應(yīng)用于照明，減少的二氧化碳排放量相當(dāng)于北京市所有汽車一年的減排量。
據(jù)介紹，中國已成為全球最大的照明產(chǎn)品生產(chǎn)基地，且即將成為全球最大的照明產(chǎn)品消費(fèi)市場。中國政府對LED照明產(chǎn)業(yè)給予了充分的扶持，2014年中國通用照明產(chǎn)值約1171億元，LED照明產(chǎn)品國內(nèi)銷售數(shù)量占照明產(chǎn)品國內(nèi)總銷售數(shù)量的16.4%，比2013年的8.9%上升約7個百分點(diǎn)。
有人質(zhì)疑，LED產(chǎn)品在制造過程中較多地消耗資源和能源，LED照明產(chǎn)業(yè)真的是節(jié)能產(chǎn)業(yè)嗎？
“璀璨行動”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、原中科院院地合作局局長戚強(qiáng)說，關(guān)鍵取決于產(chǎn)品壽命。如果壽命短，它實(shí)際上是一個耗能耗材的產(chǎn)業(yè)。為此，專家們完成了4類光源20余種燈具節(jié)能壽命計(jì)算。
中科院長春光機(jī)所研發(fā)中心研究員孫強(qiáng)說，LED照明產(chǎn)品的使用壽命已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)最為關(guān)注的問題之一。LED光源壽命長達(dá)數(shù)萬小時，目前行業(yè)內(nèi)LED照明產(chǎn)品壽命測試一般采用美國“能源之星”推薦的6000小時測試，測試周期接近9個月。“如此長時間的測試方法仍嚴(yán)重制約了LED照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。”
為此，中科院的專家們探索出產(chǎn)品壽命快速檢測機(jī)理，將LED產(chǎn)品壽命檢測時間由6000小時縮短至1000小時。
孫強(qiáng)說，據(jù)行業(yè)估計(jì)，LED產(chǎn)品的加速壽命測試時間每縮短1000小時將帶來20%的經(jīng)濟(jì)利潤。
LED照明的核心是用熒光粉吸收藍(lán)光再轉(zhuǎn)化為白光，人們關(guān)注藍(lán)光是否安全。有研究表明，近視的問題與光譜有關(guān)。
中科院昆明動物所研究員胡新天說，目前科學(xué)家正在用猴子試驗(yàn)LED照明對視力對影響，因?yàn)楹镒拥囊曈X系統(tǒng)與人相似。
“試驗(yàn)是嚴(yán)格按照國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的，每一項(xiàng)試驗(yàn)都有由科學(xué)家和獸醫(yī)組成的倫理委員會監(jiān)督，猴子一天工作不能超過四個小時。”胡新天說。
據(jù)介紹，目前一百多天的試驗(yàn)顯示，在正常條件下使用常規(guī)的LED光源對視力是安全的。但LED光源對于幼年猴子的視力影響，還要再經(jīng)過兩三年試驗(yàn)才能得出結(jié)論。
“由于LED燈可以調(diào)節(jié)光譜，我們很有可能找到能夠降低近視的光譜。”胡新天說。“我們也在研究智能手機(jī)、計(jì)算機(jī)、電視機(jī)顯示屏對視力和腦功能的影響。”
此外，科學(xué)家還希望未來能研制出針對人類不同情緒的光源，按需給光。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，有的光能讓人精力集中，有的能讓人精神放松，有的則有助于增強(qiáng)記憶。
“比如，阿爾法波是一種腦電波，一般人處于安靜放松的狀態(tài)時，腦內(nèi)的阿爾法波就會上升。我們對猴子用不同顏色的光去測試，目前的結(jié)果顯示，暖白光會讓猴子腦內(nèi)的阿爾法波上升。今后如果研制出能夠讓人安靜的燈，就可用于類似醫(yī)院這樣的場所。”胡新天說。
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