打造更健康的 LED 灯泡

休斯顿大学研究人员的新原型 LED 灯泡发出不那么令人讨厌的蓝光

LED 灯泡与其他类型的照明相比具有相当大的优势。由于效率更高，它们运行所需的电力要少得多。它们不会像老式白炽灯泡那样散发不必要的热量，而且它们中最好的甚至比荧光灯泡更耐用。

但 LED 并非没有问题。人们怀疑疲劳、情绪障碍和失眠等健康问题与今天标准LED灯泡发出的蓝光过度接触有关。此外，更高的价格会促使灯泡消费者权衡其他选择。

由自然科学和数学学院化学副教授兼德克萨斯超导中心首席研究员 Jakoah Brgoch 领导的休斯顿大学研究小组正在开发一种 LED 灯泡，该灯泡的大部分能量来自可见光谱中更安全的紫色部分。他们正在开发一种独特的荧光粉，这种荧光粉可以吸收紫色LED的单色发射，并将光转换为覆盖大部分可见光谱，而不仅仅是遮住蓝光。

“我们的团队正在创造一种荧光粉，这种荧光粉不是使用当今几乎每个 LED 灯泡使用的传统蓝色 LED 芯片，而是使用紫光 LED 芯片。这基本上是从蓝色变为紫光作为基本光源，然后将紫光 LED 转换为光变成我们看到的广谱白光，” Brgoch 解释说。 “我们的最终目标是让这种新的紫色灯泡尽可能节能且便宜，最终使新的照明技术面向消费者。”

他们的研究结果最近发表在美国化学学会的杂志《ACS Applied Materials and Interfaces》上。

他们的工作报告了一种满足这一需求的新型荧光粉。Na₂MgPO₄F:Eu₂₊+可以被紫色 LED 激发，产生高效、明亮的蓝色发射。该材料还表现出零热淬灭并具有出色的色彩稳定性。荧光粉的化学稳定性也通过长时间暴露在水和高温中得到证实。使用 405 nm LED、Na₂MgPO₄F:Eu₂₊+ 和绿色和红色荧光粉的原型器件产生暖白光，其显色指数高于商业购买的 LED 灯泡，同时显著减少蓝色成分。

“随着 LED 照明的出现，公司开始尝试了解人类如何与光相互作用，更重要的是，光如何与人类相互作用，”Brgoch 说。 “当你坐在办公室里时，灯光中的蓝色色调是一件很棒的事情，因为它们可以帮助你保持警觉。但晚上同样的灯光可能会让你保持清醒。这是你必须达到的平衡。这是关于遵循自然的昼夜节律不受干扰。”

睡眠研究表明，夜间过度暴露于蓝色频率会改变褪黑素等激素，有时会导致失眠、睡眠周期紊乱和其他问题。过多的蓝光暴露也可能导致白内障的形成。有趣的是，与郊区居民相比，居住在 LED 路灯、交通信号灯和照明商业标志中的城市居民日夜更多的暴露在 LED 照射下。

“这并不是说我们应该去除灯泡中的所有蓝光。你需要一些蓝色光谱。不是要消除蓝光，而是将其保持在一个合理的水平。这就是我们的工作所寻求的，”该论文的合著者、研究生研究助理 Shruti Hariyani 说。

参考文献

'Advancing Human-Centric LED Lighting Using Na₂MgPO₄F:Eu₂₊' by Dhruti Hariyani and Jakoah Brgoch; ACS Applied Materials and Interfaces, March 2021