3D-печать позволила ученым создать светодиоды, имитирующие строение светлячков

Исследователи отметили, что проблемы излучения света светодиодов и светлячков похожи – часть освещения отражается и теряется. В случае со светодиодами одно из возможных решений – текстурирование поверхности с помощью симметричных микроструктур, увеличивающих излучение света. В строении светлячков нашли похожие элементы, однако, в отличие от светодиодов, микроструктуры были расположены асимметрично, под разными углами. Ученые решили применить тот же принцип к светодиодам и изготовили микроструктуры в виде асимметричных пирамид – в результате эксперимента удалось повысить эффективность освещения до 90%.

Исследователи считают, что ассиметричные микроструктуры повышают уровень излученного света двумя способами. Во-первых, увеличенная площадь поверхности асимметричных пирамид снижает количество света, который теряется при излучении. Во-вторых, грани пирамид разного размера усиливают эффект рандомизации отражений, таким образом, свет получает еще одну возможность покинуть поверхность.

Для экспериментального подтверждения своих выводов ученые использовали 3D-печать в наномасштабах – команда изготовила симметричные и ассиметричные образцы, а затем проанализировала излучаемый свет. Как и ожидалось, образцы с ассиметричной поверхностью произвели больше света.

Ученые уверены, что есть еще немало способов повысить эффективность освещения, тогда как их разработку можно сравнительно просто внедрить в коммерческое производство светодиодов.