阿卜杜拉国王科技大学和阿卜杜勒阿齐兹国王科技城合作的一项新研究，该研究表明纳米材料nanoPE在降低LED路灯碳排放方面能发挥关键作用，详细阐述了nanoPE的特性、工作原理以及其在改善LED性能等方面的优势。
阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）携手阿卜杜勒阿齐兹国王科技城（KACST）开展了一项意义非凡的新研究。研究结果显示，纳米材料在降低LED（发光二极管）路灯碳排放领域能够起到至关重要的作用。据研究小组估算，倘若在美国全面实施这项技术，可减少超过100万公吨的二氧化碳排放量。
NanoPE能反射可见光，但透射红外光。图片来源：Ivan Gromicho
此次研究的关键创新成果是一种名为nanoPE的纳米材料。它具有独特的功能，能够改善LED表面的热辐射状况，从而有助于降低LED的工作温度。我们都知道，LED在工作过程中自然会产生热量，而高温环境会对其内部电子元件造成损坏，进而缩短LED的使用寿命。实际上，LED所消耗的能量中，大约有75%最终会以热量的形式白白损失掉。而nanoPE通过减少这种热量积聚，不仅可以提高LED的性能，延长其使用寿命，同时还能显著减少与能源相关的排放。
研究负责人、KAUST教授Qiaoqiang Gan指出：“LED凭借其卓越的效率和较长的使用寿命，已然成为人们首选的光源。然而，即使是一些小的改进，也能够让它的性能进一步提升，并且对可持续发展产生重大影响。因为这些小的改进如果在各个地方广泛应用，积累起来将会产生巨大的效果。”他还补充道，照明约占全球年用电量的20%，占全球温室气体排放量的近6%。
该项研究的参与者、KACST未来能源技术研究所总经理Hussam Qasem博士表示：“我们的设计显著改善了LED的冷却效果，同时还保持了较高的照明效率。这使得它成为沙特阿拉伯实现可持续照明的一个极具潜力的解决方案。”
通常情况下，典型的LED路灯会将光线导向需要照明的物体，所以它们一般都是指向地面的。而且，这些路灯在设计上会将热辐射困在LED内部。然而，涂有纳米聚乙烯（nanoPE）的路灯却与众不同，它们实际上是上下颠倒安装的，也就是指向天空，远离要照明的物体。
造成这种安装方式反转的原因在于NanoPE的特殊设计。这种材料使得红外光（最主要的热辐射来源）可以顺利穿过它，而可见光则会被反射。研究表明，涂有nanoPE的LED路灯发出的红外光中，超过80%会穿过nanoPE并继续向天空发射。相比之下，超过95%的可见光会从nanoPE反射回地面，从而照亮下方的区域。
NanoPE是以聚乙烯为基础制作的，而聚乙烯是世界上生产最为广泛的塑料。为了制造出一种能够反射低波长光（可见光）但能透过高波长光（红外线）的纳米塑料，科学家们付出了巨大的努力。他们在塑料中精心制作出小至30纳米（比人类头发的厚度小1000倍）的孔，并将其拉伸并转化为更薄的薄片。
本文围绕阿卜杜拉国王科技大学和阿卜杜勒阿齐兹国王科技城的研究，介绍了纳米材料nanoPE在降低LED路灯碳排放方面的关键作用。nanoPE通过改善热辐射降低LED工作温度，提高其性能和寿命，减少能源相关排放。涂有nanoPE的路灯独特设计能有效实现红外光发射和可见光反射。该研究成果对可持续照明具有重要意义。
原创文章，作者：Dermot，如若转载，请注明出处：https://www.qihaozhang.com/archives/4349.html
