لامپهای سوخته دیگر باز نمی گردند

کمتر اختراعی مثل لامپ الکتریکی توماس ادیسون توانسته است در کشاکش تحولات علمی و فنی تا این حد جایگاه بی همتای خود را حفظ کند.از زمانی که او برای نخستین بار توانست با روش طاقت فرسای آزمون

کد خبر: ۱۵۴۲۶

و خطا دریابد که چگونه می توان یک قطعه سیم نازک را با عبوردادن الکتریسیته در خلا تا نقطه سفیدشدن ، حرارت داد بیش از 120سال می گذرد. از آن هنگام تاکنون میلیاردها نفر در سراسر جهان از این اختراع درخشان در محل زندگی و کار خود استفاده کرده اند. زمانی که به تحولات سریع دنیای الکتریسیته و ظهور و سقوط پی درپی سایر ادوات الکتریکی و الکترونیکی بیندیشیم ، دیرپایی این ابزار شگفت انگیز می نماید. با این حال اکنون فناوری های جدیدی در راهند تا لامپ الکتریکی ادیسون را از جایگاه مستحکم خود پایین بکشند. با توجه به این که بازدهی اندک این وسیله از دهها سال پیش مشخص شده بود و دانشمندان می دانستند که لامپ التهابی تنها 5درصد از انرژی الکتریکی مصرفی خود را به نور مرئی تبدیل می کند، جای تعجب است که چرا تاکنون جانشین بهتر و مطمئن تری برای آن پیدا نشده است . پاسخ این است که ابداع وسایل نوردهی مناسب با بازده بالاتر که در عین حال امکانات بصری مطلوبی را نیز فراهم آورند، چندان آسان نیست . برای مثال می توان به لامپهای تخلیه الکتریکی اشاره کرد. فناوری این لامپها که نمونه اول آنها لامپ نئون است ، در سالهای دهه 1930میلادی ابداع شد. این روش مبتنی بر تخلیه الکتریکی در گازها یا بخارات با فشارهای پایین است . در این گونه لامپها معمولا از گاز نئون یا بخارات سدیم و جیوه استفاده می شود. بازدهی لامپهای تخلیه الکتریکی 6برابر بیشتر از لامپهای التهابی است ؛ ولی با توجه به نورهای رنگی آبی یا زردی که تولید می کنند، کاربرد آنها منحصر به نوردهی شبانه خیابان ها یا کارهای تبلیغاتی است .
لامپ مهتابی ؛ یک قدم به پیش
لامپهای فلئورسنت یا مهتابی که در واقع از تغییر و اصلاح لامپهای تخلیه الکتریکی به وجود آمده اند، قدمی به پیش محسوب می شوند. لامپ مهتابی ، لوله ای پرشده از بخار جیوه است که سطح درونی آن را با لایه ای از یک ماده فسفردار پوشش داده اند. این پوشش اشعه ماورای بنفش حاصل از تخلیه الکتریکی را جذب می کند و انرژی آن را به صورت نور سفید بازمی تاباند. بازدهی این لامپها تا 10بار بیشتر از لامپهای التهابی معمولی است و دوام آنها نیز 4برابر زیادتر است ؛ ولی مشکلات مهم دیگری دارند. از جمله آن که نور آنها زننده است ، چشمک می زند و بخار جیوه به کار رفته در آنها نیز یکی از جدیترین عوامل آلوده کننده محیطزیست به شمار می رود. در زمان ادیسون ، تبدیل انرژی الکتریکی به نور مرئی به تنهایی معجزه ای علمی محسوب می شد؛ ولی دانشمندان کنونی مجبورند عوامل متعدد دیگری را نیز مدنظر قرار دهند که «بازده بیشتر» تنها یکی از آنهاست . از جمله این عوامل می توان به مسائل زیست محیطی ، موارد بهداشتی و همخوانی با اصول زیبایی شناختی اشاره کرد که هرکدام به تنهایی حایز اهمیت و مشکلات خاص خود است . برای مثال فشارهای روزافزونی به منظور حذف بخار جیوه از لامپهای مهتابی و جایگزین ساختن آن با گازهای فاقد اثرات مخرب بر محیط زیست به وجود آمده است . از جمله نامزدهای مهم برای این جایگزینی ، گاز بی اثر گزنون است . دکتر گوستافسون ، مدیر اجرایی بخش تحقیق و توسعه شرکت اسرام - سیلوانیا، یکی از 3تولیدکننده بزرگ لامپ در سراسر جهان که بخشی از شرکت زیمنس الکترونیک است ، می گوید: «گزنون بازدهی کمتری دارد. یک لامپ فلئورسنت جیوه ای می تواند به ازای هر وات برق مصرفی خود تا 60لومن تابش داشته باشد؛ در حالی که این میزان برای لامپهای گزنون 35لومن است . در نتیجه ، مصرف الکتریسیته زیاد منجر به سوزانده شدن بیشتر سوختهای فسیلی می شود که خود مشکل بغرنج دیگری است .» البته برای حل مساله افت بازده در لامپهای گزنون ، راهکارهایی مطرح شده است ، ولی در حال حاضر این طرحها از حد ایده های خام فراتر نرفته اند. با این حال محصولات فلئورسنت جدید، عاری از جیوه و حاوی گاز گزنون تولید و به بازار عرضه شده اند؛ از جمله لامپ موسوم به پلانون که توسط همین شرکت اسرام - سیلوانیا در آلمان طراحی و تولید شده است . لامپهای پلانون از این نظر که به صورت صفحه ای تخت و به شکل یک کاشی با ضخامت 10میلی متر هستند، محصولی منحصر به فرد محسوب می شوند. می توان این لامپها را همانند کاشیهای معمولی در سطوح داخلی یا خارجی ساختمان ها نصب کرد که این ویژگی از نظر فن معماری ، یک مزیت زیبایی شناختی است . لامپهای پلانون نیز همانند اغلب محصولات نورده جدید همراه با سیستم های کنترل الکترونیکی ( )E.C.Sطراحی و عرضه شده اند. درخواست برای این سیستم ها که نخستین بار در دهه 1980میلادی به بازار آمدند، همچنان رو به افزایش است . ECSها تا میزان 30درصد موجب صرفه جویی در مصرف انرژی شده و 50درصد بر عمر لامپها می افزایند. از همه مهمتر آن که نور بدون چشمک ایجاد می کنند. سیستم های کنترل نور، بسامد نور حاصل از لامپهای فلئورسنت را از 50هرتز، که هماهنگ با تواتر برق متناوب است ، به 30تا 60کیلوهرتز می رسانند که تشخیص آن برای چشم انسان ناممکن است . این عملکرد، مزیت بهداشتی مهمی است ؛ زیرا براساس مطالعات انجام شده نور چشمک زن ، تنش های بصری - روانی عمده ای ایجاد می کند و از آن راه باعث بروز سردرد و خستگی می شود که بخصوص در کاربران رایانه مشهود است .
دیودهای نورانی ؛ انقلاب در دنیای نور مصنوعی
با این حال بزرگترین تحول بالقوه در فناوری نوردهی مربوط به روشی با اساس کاملا متفاوت است .این فناوری انقلابی مربوط به دیودهای نوری یا L.E.Dها (Light- Emitting Diodes )است . دیودهای نوری محصول انقلاب الکترونیکی نیمه هادی ها که در سالهای دهه 1960به وقوع پیوسته است ، می باشند. تولید نور توسط این دیودها زمانی اتفاق می افتد که در نیمه هادی ، الکترون ها و حفره ها تحت اتصال p-nبه الحاق مجدد می رسند. در این حالت ، الکتریسیته به نور تبدیل می شود. این ماده نیمه هادی عموما گالیوم آرسنید فسفید است که نور سرخ می تاباند و می توان نمونه هایی از آن را در نمایشگر ابزارهای الکترونیکی نظیر ماشین های محاسب یا نقاط مختلف خودروها یافت . هم اکنون این فناوری جدید امکان تولید نورهای رنگی گوناگونی را توسط انواع نیمه هادی های نورزا فراهم آورده است و L.E.Dها از باکفایت ترین وسایل تولید نور رنگی به شمار می روند. برای مثال بازده تولید نور آبی رنگ توسط لامپهای التهابی سنتی تنها 5/0 درصد است ، در حالی که در L.E.Dاین بازده به 10درصد می رسد. در میان تمام فناوری های تولید نور، L.E.Dبیشترین جای توسعه و پیشرفت را دارد. گذشته از اهمیت ویژه ای که تولید نوررنگی در کاربردهای ویژه نظیر موارد اورژانس ، راهنمایی و رانندگی و تبلیغات دارد، کافی است یادآوری کنیم که نور سفید از به هم ریختگی رنگهای مختلف نور مرئی به وجود می آید و تحقیقات علمی نشان داده اند که نور سفید حاصل از به هم آمیختگی نورهای رنگی مصنوعی تاثیر زیادتری در ایجاد احساس آرامش و آسایش دارد. گوستافسون می گوید: «امروزه توجه بیشتری نسبت به مساله کیفیت نور و عوامل پدیدآورنده احساسات خوب در افراد معطوف می شود.» یک نمونه نمایشی از فناوری نوردهی به کمک نیمه هادی ها در تابستان سال 2000میلادی در نمایشگاه معماری شهر مونیخ در معرض دید قرار گرفت . در این نمونه 14هزار دیود نورانی سفید و رنگی به هم پیوسته در سقف یک اتاق نصب شده بود. برای محاسبه و اجرای آمیزه ای از نور که مطلوبترین محیط را ایجاد کند از یک رایانه کمک گرفته شده بود و بخصوص انعکاس گرهای کوچکی ساخته شده بود که نور را به گونه ای در پیرامون اتاق پراکنده می کرد که هیچ تابش خیره کننده ای به چشم نخورد. پژوهش های پیگیر دانشمندان موجب شده است که بازده L.E.Dها هر سال حدود 2برابر نسبت به سال قبل از آن افزایش یابد. با این روند، پیش بینی می شود که طی مدتی در حدود 5سال دیودهای نورانی بازده بسیار بالاتری نسبت به لامپهای فلئورسنت کنونی پیدا می کنند. از دیگر مزایای دیودهای نورانی طول عمر بسیار زیاد آنهاست که فعلا به صدهزار ساعت می رسد. به این ترتیب فناوری L.E.Dاز نظر اقتصاد خانگی نیز مقرون به صرفه خواهد بود. با رقابت تنگاتنگی که هم اکنون در زمینه تحقیقات فناوری نوردهی وجود دارد، مشکل بتوان مطمئن بود که لامپهای التهابی همان گونه که در دهه 1930در برابر امواج فناوری تخلیه الکتریکی تاب آوردند، بازهم بتوانند جایگاه خود را حفظ کنند.امروزه لامپهای L.E.Dبخوبی توانسته اند نقایص لامپهای مهتابی را از نظر مشکلات بهداشتی ، زیبایی شناسی و سازگاری با محیطزیست جبران کنند و ظاهرا در همه موارد با موفقیت همراه بوده اند. بنابراین شاید روزی بیاید که بازکردن لامپ سوخته از سرپیچ که در مدت زمانی حدود یک قرن به صورت عادتی آزاردهنده تداوم داشته است ، تبدیل به نمادی از گذشته تاریخی دانش و فناوری بشر شود.