Светодиодные лампы популярны из-за их низкого энергопотребления и длительного срока службы. Внутри лампы светодиодный чип преобразует электрический ток в свет высокой интенсивности, в том числе невидимый ультрафиолетовый, фиолетовый или синий свет. Колпачок, который помещается на чип, содержит несколько люминофоров — твердых люминесцентных соединений, которые преобразуют свет высокой энергии в видимые длины волн с меньшей энергией. Каждый люминофор излучает свой цвет, и эти цвета в сочетании дают белый свет широкого спектра.
В коммерческих светодиодных лампах используются синие светодиоды и люминофор с желтым светом, которые выглядят как холодный яркий белый свет, имитирующий естественное освещение. Множественные тесты выявили взаимосвязь постоянного воздействия этих голубых огней с образованием катаракты. Включение ламп с синим оттенком вечером, может нарушить выработку гормонов сна, таких как мелатонин, провоцируя бессонницу и усталость.
Чтобы создать более теплую белую светодиодную лампу для использования в ночное время, производители добавили люминофор, излучающий красный цвет, но это только маскировало синий оттенок, не избавляясь от него. Альтернатива была предложена учеными Джакоа Бргочем и Шрути Хариани, которые смогли разработать люминофор, дающий теплый белый свет и избегающий "проблемного" диапазона спектра. Своей работой они поделились в ACS Applied Materials & Interfaces.
В качестве доказательства разработанной концепции исследователи идентифицировали и синтезировали новый люминесцентный кристаллический люминофор, содержащий европий ((Na 1,92 Eu 0,04 ) MgPO4 F). В тестах на термостабильность цвет излучения люминофора соответствовал комнатной температуре, а длительные эксперименты не выявили изменения цвета или интенсивности производимого светового потока.
Чтобы увидеть, как материал может работать в лампочке, исследователи изготовили прототип устройства с фиолетовым светодиодом, закрытым силиконовым колпачком, содержащим их люминесцентное синее соединение, смешанное с люминофором, излучающим красный и зеленый свет. В отличие от коммерческих светодиодных ламп, он давал желаемый яркий теплый белый свет, сводя к минимуму интенсивность синих длин волн.
По словам исследователей, оптические свойства прототипа позволили определять цвет объектов почти так же, как при естественном солнечном свете, удовлетворяя потребности внутреннего освещения. Однако предстоит проделать ещё ряд тестов, прежде чем созданный люминофор будет пригоден для широкого использования.