第一篇：復旦發(fā)布多項先進照明科研成果 未來十年影響人類

“黑夜給了我黑色的眼睛，我卻用它來尋找光明”，為慶祝建系30周年，近日復旦大學光源與照明工程系集中發(fā)布了一系列最新的科研成果。這些成果不僅能關(guān)乎照明的各個方面，更是環(huán)保新技術(shù)，將在未來的十年內(nèi)影響人類的生活方式。紫外光led固化系統(tǒng)：可大幅度降低室內(nèi)裝修空氣污染 隨著人們的環(huán)保意識的提升，室內(nèi)裝修的空氣污染問題廣受詬病。該系張善端副教授及其團隊所研發(fā)的大功率紫外led光固化系統(tǒng)，圓滿地解決了大功率led的散熱問題，獲得了極強的紫外光，可在5秒內(nèi)快速固化油漆。與現(xiàn)有的油性油墨、油漆和涂料不同的是，紫外光固化使用的是水性材料，也就不存在揮發(fā)性有機化合物（voc）的濃度控制問題，從而可以大幅度降低室內(nèi)空氣的污染。張善端介紹，光固化需要很強的紫外光，燈的功率達到成千上萬瓦。如果使用傳統(tǒng)的氣體放電光源，輻射效率低，燈的溫度高達幾百度，在易燃易爆的氣氛下可能引起安全問題。由于紫外led是冷光源，就不存在易燃問題，但在功率密度很高的情況下，怎么解決散熱問題，難度很大。他所在的團隊使用了很好的導熱絕緣材料氮化鋁，采用銅板和氮化鋁板的結(jié)構(gòu)，從而解決了大功率帶來的傳熱瓶頸。紫外led的輸入功率密度可達每平方厘米200瓦以上。形象地說，我們在指甲蓋大小的面積上，封裝了功率200瓦的led芯片。張善端還透露：“目前我們已經(jīng)申報了兩項發(fā)明專利，更深入的研究和優(yōu)化也在進行。研發(fā)成果正在產(chǎn)業(yè)化，還將參加今年的工博會。” 值得一提的是，張善端團隊的合作企業(yè)還研發(fā)出一種新型的油漆，可以涂在紙張上面，光固化后的膠層硬度大、韌性好，還防潮、防霉，即便使用硬幣在上面刮也不會留下痕跡。作為室內(nèi)裝修的重要材料之一的秸稈板由于表面很差，需要經(jīng)過13道上漆工序才能達到應用級別，復雜、耗時又不環(huán)保。但如果使用張善端及其團隊研發(fā)的大功率led光固化系統(tǒng)，再配合他們的合作伙伴研發(fā)出的新型油漆，只需兩道工序即可：先上一道光固化底漆，再上一道光固化面漆，一塊爛木板就成了一塊好木板。張善端告訴記者，他們的目標就是要把秸稈變成秸稈木材，充分利用資源，保護環(huán)境，幫助解決全國的秸稈焚燒問題。自然光與led混合照明系統(tǒng)：白天零能耗享用健康照明 光明在人類的文明演進中扮演著重要的角色，該系葛愛明副教授領(lǐng)銜的團隊向大自然借光，在自然光與led應用技術(shù)方面取得了重大進展。該團隊通過模擬實驗證實，在保持室內(nèi)相同光照水平下，使用團隊首創(chuàng)的一體式自然光與led混合照明系統(tǒng)比使用傳統(tǒng)日光燈照明平均可節(jié)省66.28%的電能，比僅用led替代日光燈的方案多節(jié)省41.62%以上的電能。白天光-光轉(zhuǎn)換的純自然光以零能耗的特點為室內(nèi)提供了健康舒適的照明，真正實現(xiàn)高效節(jié)能。該一體式混合照明系統(tǒng)的室內(nèi)照明器被設計為由自然光燈和四盞led共同組合而成的“小燈”。室外自然光通過收光面板采集，經(jīng)由導光管傳導進入“小燈”中間部分的自然光照明燈具，作為白天室內(nèi)主要光源；圍繞自然光照明器的四周的led由傳感器控制，隨時根據(jù)導入自然光的變化自動減光或補光。同時，收光面板在白天儲存的太陽能還將為led提供電能。因此無論是在凌晨還是黃昏，室外天氣是陰天還是晴天，這一照明系統(tǒng)都能夠為室內(nèi)提供24小時全天候的舒適照明。由復旦大學應用光學課題團隊獨創(chuàng)的自然光照明系統(tǒng)很好地克服了常見的自然光照明系統(tǒng)所存在的體積大、結(jié)構(gòu)復雜、不易安裝、造價高和無法控制亮度等問題。單元為扇形齒狀的收光面板可以組合安裝在屋頂、陽臺等處，將收集到的光束耦合到導光管并傳至室內(nèi)。導光管可以像網(wǎng)線一樣便捷地在室內(nèi)鋪設，在不破壞原有建筑結(jié)構(gòu)的前提下將自然光引進室內(nèi)。葛愛明認為，該照明系統(tǒng)在白天需要照明的地下商場、停車場及大型會議室等場所具有廣闊的應用前景。復旦大學應用光學課題組團隊將對一體式自然光與led混合照明系統(tǒng)進行優(yōu)化，以便實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。優(yōu)化版空氣凈化器：價格有望為同類產(chǎn)品一半 隨著冷空氣南下，霧霾天卷土重來，人們又開始關(guān)注：空氣凈化器究竟哪家強？由該系區(qū)瓊榮副教授領(lǐng)銜的團隊發(fā)布的優(yōu)化版等離子體空氣凈化器頗為引人注目。它不僅無耗材、零使用成本，而且維護簡易甚至終生不需要維護。若技術(shù)得到推廣，有望使等離子體空氣凈化器的市售價格降為同類產(chǎn)品的一半。區(qū)瓊榮解釋，當下的空氣凈化市場中主要分為兩大流派。一派是依靠過濾網(wǎng)截留空氣中的灰塵，雖然價格相對便宜，但是由于過濾網(wǎng)無法處理灰塵中的細菌，久而久之就易導致二次污染。同時，定期更換的濾網(wǎng)也增加了后期的使用成本。還有一派便是憑借等離子體、靜電或者負離子技術(shù)來凈化空氣，也就是廣義上的等離子體凈化技術(shù)。使用該技術(shù)可以徹底凈化空氣，且無細菌集聚，不易產(chǎn)生二次污染。與前一類相比，等離子體空氣凈化器在使用中不會增加耗材，只需定期將集塵板拆卸下來清洗，理論上可在很長時間內(nèi)反復循環(huán)使用，堪稱零使用成本。但目前市場上的等離子體空氣凈化器價格普遍偏高，一般實用型的每臺都在3000元以上，讓消費者望而卻步?！拔覀儗嶒炇抑耙恢痹跒榈入x子體空氣凈化的企業(yè)做技術(shù)支持，總體感覺是，市場上的要價太高了，我們覺得有責任做一款價格相對親民的空氣凈化器?！眳^(qū)瓊榮在采訪中告訴記者。區(qū)瓊榮所在的等離子體應用實驗室從用戶體驗的角度出發(fā)，通過精簡技術(shù)降低了空氣凈化器的成本——他們制作了一個非常簡易高效的模塊取代原先復雜的模塊設計。如果需要，該模塊甚至可以集成到空調(diào)和普通風扇中發(fā)揮效應。實驗室還設計移除了集塵板，用靜電沉降原理除塵，省去了清洗集塵板的麻煩，同時也方便了在無人看管的公共場所使用空氣凈化器。針對不少朋友關(guān)于“等離子體空氣凈化器會產(chǎn)生臭氧、造成二次污染”的擔憂，區(qū)瓊榮表示，等離子體空氣凈化從原理上講不可避免地將產(chǎn)生臭氧，但只要其含量不超標就不會影響人體健康。這就和手機的輻射一個道理，是一個量的問題。而事實上，合格的等離子體空氣凈化器在專業(yè)檢測機構(gòu)的臭氧指標檢測中往往低到“未檢出”的水平。目前區(qū)瓊榮及其團隊所研發(fā)的這款優(yōu)化版等離子體空氣凈化器已經(jīng)進入產(chǎn)品測試階段，同時還在進一步開發(fā)達到醫(yī)療級使用的升級產(chǎn)品，且正在和有意向的投資人接觸。本次發(fā)布的科研成果還包括先進固態(tài)脈沖電源，脈沖等離子體放電用于廢水、廢氣治理應用，低功耗大功率led汽車燈，led不舒適眩光評價模型及其應用，分布式光伏供電與智慧照明技術(shù)，led在農(nóng)業(yè)、醫(yī)療方面的應用，隧道照明，oled材料基礎研究以及量子點led研究。據(jù)悉，復旦大學的電光源研究工作始于1960年。當時由蔡祖泉教授帶領(lǐng)的電光源研究小組,克服科研設備簡陋、技術(shù)資料缺乏等困難，制成我國第一只高壓汞燈。自1973年起，復旦大學開始培養(yǎng)電光源專業(yè)的學生。隨著我國電光源產(chǎn)業(yè)對人才的迫切需求，1984年經(jīng)國家教育部批準，復旦大學建立了“光源與照明工程系”，充分發(fā)揮高校的綜合優(yōu)勢，形成教學、研究、開發(fā)、推廣一體化的研究機制，在國內(nèi)外學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界享有盛譽，堪稱國內(nèi)照明界的“黃埔軍校”。