Światło dzienne można lepiej odwzorować. Pomagają kropki kwantowe

Projektowanie inteligentnych systemów oświetleniowych jest niełatwym zadaniem, do realizacji którego wykorzystuje się połączenie nanotechnologii, nauki o kolorze, zaawansowanych metod obliczeniowych, elektroniki i unikalnego procesu produkcji.

Jeśli w najbliższym czasie w tej dziedzinie dojdzie do istotnego postępu, to jest spora szansa, że będzie on pokłosiem starań naukowców z Uniwersytetu w Cambridge. Ich publikacja w tej sprawie, dostępna na łamach Nature Communications, opisuje jak zespołowi udało się dokładniej niż dotychczas odtworzyć światło dzienne. Wczesne testy nowego projektu wykazały doskonałe odwzorowanie kolorów, a na tym możliwości się nie kończą. W grę wchodzi też szerszy zakres działania niż obecnie i większe możliwości z zakresu dostosowywania białego światła.

Czytaj też: Oporniki protonowe, czyli analogowy przełom w obliczeniach sztucznej inteligencji z MIT

Oświetlenie pełni niezwykle istotną rolę w naszym codziennym funkcjonowaniu i być może nawet nie zdajemy sobie z tego sprawy. Wiąże się ono z dobrym samopoczuciem i ogólnym prawidłowym funkcjonowaniem, dlatego dostęp do inteligentnych systemów oświetleniowych okazuje się ważny dla kolejnych pokoleń. Tego typu systemy mogą reagować na indywidualny nastrój i rytmy okołodobowe. Te ostatnie są związane z cyklem snu oraz aktywności.

Jako że kolor obiektów jest określany przez oświetlenie, inteligentne białe oświetlenie musi szczegółowo oddawać ten aspekt. Obecnie osiąga się ten cel poprzez jednoczesne wykorzystanie trzech różnych kolorów. Od kilkudziesięciu lat bada się również możliwość użycia kropek kwantowych, które cechują się wysoką przestrajalnością i czystością koloru. W efekcie można z łatwością sterować kolorami i wiernie oddawać barwy.

System inteligentnego oświetlenia białego zaprezentowany przez naukowców z Cambridge opiera się na diodach elektroluminescencyjnych typu QD-LED. Autorzy badań połączyli optymalizację kolorów na poziomie systemu, symulację optoelektroniczną na poziomie urządzenia oraz ekstrakcję parametrów na poziomie materiału. Takie rozwiązanie wykorzystuje wiele kolorów podstawowych, nie tylko czerwony, zielony i niebieski, do odwzorowania białego światła. Mając do dyspozycji kropki kwantowe o określonym rozmiarze (od 3 do 30 nanometrów średnicy) udało się natomiast przeskoczyć niektóre ograniczenia diod LED.

Czytaj też: Odrestaurowywanie starych zdjęć za darmo. Wszystko dzięki sztucznej inteligencji

Powstały w ten sposób system QD-LED wykazał skorelowany zakres temperatury barwowej od 2243K do 9207K, w porównaniu z obecnymi inteligentnymi światłami opartymi na diodach LED, których zakres temperatury barwowej wynosi między 2200K a 6500K. Z kolei wskaźnik oddawania barw w przypadku opisywanego rozwiązania wyniósł 97, w porównaniu z obecnymi zakresami inteligentnych żarówek, które wynoszą od 80 do 91.