星岛环球网:未来的灯光

 12/5/2006,　美国纽约州的特洛伊1824年建立了“伦塞勒理工学院”，该学院设有“照明研究与教育中心”，专门进行照明技术的研究。该中心的科研负责人纳德拉贾·纳兰德朗指出，尽管我们在大街上看到的霓虹灯五光十色。但“照明的基本技术只有两种，即白炽灯和荧光灯，所有照明技术的革新都是建立在这两种技术之上的”。

　　不过，近来科学家对于发光二极管这种旧有照明技术的开发使原有的格局正在发生巨大的变化。发光二极管是一种利用注入式电致发光原理制作的半导体装置，当有电流通过时就能发射出光芒。

　　这种固态光源正不断得到发展，在汽车尾灯等照明装置中已被普遍应用，下一步无疑将应用在建筑物照明中。发光二极管灯泡有许多优势是普通白炽灯和荧光灯无法比拟的。它电压低，热量低，因此十分安全。此外，它能够节省50%以上的电力，并且由于发光二极管的发光原理并不是传统的钨丝受热发出光芒，所以它的寿命更长，比白炽灯泡长五十倍。根据美国能源部的估算，今后二十年，由于对发光二极管的进一步开发利用，在电力消耗方面将可节省一千亿美元。

照明与健康

　　探究光与人类健康之间的关系是“照明研究与教育中心”进行的最有意思的研究。研究人员格罗斯·菲盖罗发现，蓝色系照明光对控制人体睡眠周期、调整激素分泌的昼夜节律生物钟能起到十分重要的作用。格罗斯说：“昼夜的明暗交替帮助我们调整自身在一天内的生物钟。如果我们生活在一个黑暗的洞穴中，我们的昼夜节律生物钟还是会继续运作，但节律周期就会略超过24小时。”她发现昼夜节律生物钟对蓝色尤其敏感。她的科研小组研究发现，老年痴呆症患者在睡觉前接受几个小时的蓝色发光二极管的照射，睡眠质量就会改善。她还指出，这种蓝色光对那些在没有窗户的办公环境中工作的人也有好处。

　　该中心还通过研究证实了二十多年前关于人造光线和癌症之间关系的一些猜想。1987年，肿瘤医生理查德·史蒂文斯曾经提出自己的猜测，认为电光的使用有可能是导致乳腺癌的因素之一。自此就不断出现关于这个猜测的各种证据，所有证据都表明长时间接受人造光线的照射会对人体造成伤害，抑制一种叫作褪黑激素的抗癌物质的分泌，这种物质对人体抵抗多种癌症都起到至关重要的作用。

光子晶体

　　另一个照明技术创新领域是对光子晶体的研究。要认识光子晶体首先要了解深海中的一种名为“海毛虫”的刺毛低等海生无脊椎动物。直到2001年这种动物身上的刺毛所发出的耀眼的虹彩还是一个谜。牛津大学海洋生物学家安德鲁·帕克研究后发现，“海毛虫”的刺毛是由为数众多的六角柱体层层叠积形成的结晶状构造物，其结构与晶体类似。更令人称奇的是这些柱体间隔距离都很精确，整个结构与光子晶体十分相似。研究者此后又陆续在蝴蝶、谷象、孔雀等动物身上发现了类似的微结构。

　　光子晶体最简单的形态是具有一个线性结构的“布拉格晶体”。1887年英国人洛德·瑞利首先对其进行研究，一百年之后美国加州大学的伊莱·雅布洛诺维奇和萨吉·约翰的研究结果使得这一长期隐藏于人们视线之外的领域引起了物理界的关注。如今光子晶体广泛应用于发光二极管、光学纤维、纳米激光器、无线电天线、极白涂料的制造中。未来十年，光子晶体有可能像上个世纪的半导体那样变成我们生活中不可缺少的组成部分。（文/ 米格尔·安赫尔·萨巴代尔）