Ingeniería: Las Lámparas de Microcavidad de Plasma Eclipsan a las Luces Incandescentes

 

 

 

 

 

 

5 de Julio de 2007.
Unos investigadores de la Universidad de Illinois están desarrollando paneles de lámparas de microcavidad de plasma que pronto pueden tener una amplia utilización. Los paneles, delgados y ligeros, podrían emplearse para la iluminación residencial y comercial, así como para ciertos tipos de aplicaciones biomédicas.

Construidos con papel de aluminio, zafiro y cantidades pequeñas de gas, los paneles tienen menos de un milímetro de espesor y pueden colgarse en una pared como si fuesen cuadros.

Igual que las luces fluorescentes convencionales, las lámparas de microcavidad de plasma funcionan utilizando los átomos de un gas que son excitados por los electrones e irradian luz. Sin embargo, a diferencia de las luces fluorescentes, las lámparas de microcavidad de plasma producen el plasma en cavidades microscópicas y no requieren reflectores ni pesadas carcasas metálicas. Los paneles son más luminosos, ligeros y eficientes que las bombillas incandescentes, y se espera, con su perfeccionamiento, que se acerquen o superen la eficiencia de los fluorescentes convencionales.

Los paneles de plasma también son seis veces más delgados que los paneles compuestos por diodos emisores de luz.

Un panel de plasma consta de un "bocadillo" de dos hojas de papel de aluminio separadas por una delgada capa dieléctrica de óxido de aluminio transparente (el zafiro). El corazón de cada lámpara es una pequeña cavidad que penetra en la hoja superior de papel de aluminio y en el zafiro.

Cada lámpara tiene aproximadamente el diámetro de un cabello humano. Es posible agrupar más de 250.000 lámparas en un solo panel.

Completa el panel una lámina de vidrio plano de 500 micras (medio milímetro) de espesor. La superficie interna del vidrio plano se cubre con una película de fósforo de 10 micras de espesor. El espesor global de la estructura de la lámpara es de sólo 800 micras.

Han sido fabricados paneles planos con áreas de radiación de más de 200 centímetros cuadrados. Dependiendo del tipo de gas y de fósforo utilizados, es viable producir emisiones uniformes de cualquier color.

En los experimentos iniciales con las lámparas de microcavidad de plasma, los investigadores obtuvieron valores de eficiencia luminosa de 15 lúmenes por vatio. Se esperan valores que superen los 30 lúmenes por vatio cuando sean perfeccionados el diseño del conjunto y la geometría de la microcavidad de fósforo. Una bombilla incandescente típica tiene una eficiencia de 10 a 17 lúmenes por vatio.

Los investigadores también han demostrado conjuntos flexibles de lámparas de plasma, sellados en revestimientos de polímeros. Esta modalidad ofrece nuevas posibilidades para la iluminación, ya que los paneles flexibles de bajo peso pueden ser montados sobre superficies curvas, por ejemplo en los interiores de los parabrisas.

Los paneles flexibles también podrían usarse como vendajes fototerapéuticos para tratar ciertas enfermedades, como la psoriasis, mediante la aplicación de luz ultravioleta de una estrecha franja espectral.

Los autores de esta investigación son Sung-Jin Park, Gary Eden, Andrew Price, Jason Readle y Jekwon Yoon.