Scientific Reports: Создан ультразвуковой настраиваемый ЖК-рассеиватель света

Свет необходим для жизни. С момента открытия огня люди используют различные искусственные источники света: лампы накаливания, газовые фонари, газоразрядные лампы и светодиоды, или LED.

Распределение и интенсивность искусственного освещения важны для нашей способности эффективно учиться и работать, а также влияют на физическое и психическое здоровье. Современные источники искусственного света разрабатываются с учётом этих факторов.

Светодиоды — последнее новшество в области искусственного освещения. Они способствуют развитию экологически чистых систем освещения благодаря своей эффективности. Однако они меньше традиционных источников света, поэтому для распространения света на большую площадь требуются рассеиватели.

Рассеиватели света имеют периодический профиль поверхности, распределение показателя преломления или светорассеивающие слои. Они направляют и рассеивают свет в определённых направлениях.

Оптические характеристики рассеивателей можно настроить во время изготовления под конкретные требования. После изготовления эти свойства нельзя изменить. Одним из способов управления направленностью диффузии после установки является механическое перемещение оптических компонентов, но это увеличивает размеры устройства. Редко встречаются рассеиватели, которые позволяют управлять направленностью без использования механических деталей.

Профессор Дайсуке Кояма и его аспиранты Юма Курода и Рёя Мизуно из Университета Дошиша создали новый ультразвуковой жидкокристаллический рассеиватель света с возможностью настройки.

Рассеиватель работает на основе некоаксиальных резонансных изгибных колебаний, которые контролируют молекулярную ориентацию и распределение показателя преломления в слое ЖК. Это позволяет настраивать угол и направление рассеивания. Устройство имеет простую структуру без движущихся частей.

Подробности об устройстве опубликованы в журнале Scientific Reports.

Ультразвуковой LC-диффузор состоит из нематического LC-слоя между двумя стеклянными дисками и ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя с электродами внутри.

Преобразователь, на который подаётся непрерывный синусоидальный сигнал, заставляет диски колебаться. Когда частота колебаний совпадает с резонансной частотой LC-рассеивателя, в LC-слое возникают колебания на разных частотах. Это приводит к различиям в акустической энергии между слоями ЖК, дисками и воздухом. В результате возникает сила акустического излучения на границе слоя ЖК и диска. Этот эффект меняет молекулярную ориентацию слоёв ЖК и распределение проходящего света. Меняя электроды, к которым прикладывается напряжение, можно легко изменить направление молекулярной ориентации и диффузионную направленность.

Исследователи изучили, как работает устройство, и выяснили, что угол рассеивания зависит от входного напряжения. При напряжении 16 В свет рассеивается максимально. Если напряжение будет выше, то рассеянный свет может стать нестабильным.

Также распределение света зависит от поляризации падающего света. Рассеиватели позволяют контролировать направление света, снижают потребление энергии и дают возможность настраивать освещение по своему вкусу. Это улучшает внешний вид помещения.

Профессор Кояма отмечает, что это первое устройство с ультразвуковым управлением на основе ЖК-материала, которое позволяет управлять направленностью рассеивания в небольшом пространстве. Такое устройство может произвести революцию в освещении помещений.

26.07.2024


Подписаться в Telegram



Хайтек

AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику
AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику

Электроны вращаются без электрического за...

Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ
Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ

Новый программный комплекс представили ученые ...

В НГУ разработали первые фильтры для технологии связи 6G
В НГУ разработали первые фильтры для технологии связи 6G

Уникальные фильтры для импульсной терагер...

Ученые КФУ выяснили, как дефекты в полупроводниках влияют на свет
Ученые КФУ выяснили, как дефекты в полупроводниках влияют на свет

Физическая модель, которая описывает взаимодей...

Новый метод синтеза лекарств открыли российские химики
Новый метод синтеза лекарств открыли российские химики

Новый метод синтеза производных пирролизидина ...

Advanced Materials: Созданы волокна в одежду для питания смартфона от тепла тела
Advanced Materials: Созданы волокна в одежду для питания смартфона от тепла тела

Термоэлектрический материал, который можно исп...

В Томском университете создали интегральные схемы для российских РЛС
В Томском университете создали интегральные схемы для российских РЛС

Первый российский комплект интегральных схем д...

Physical Review C: Синтезирован новый изотоп плутония
Physical Review C: Синтезирован новый изотоп плутония

Физики из Китая выяснили, что период...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Российские ученые предложили использовать вирус растений для лечения саркомы
Российские ученые предложили использовать вирус растений для лечения саркомы
Menopause: Ученые заподозрили роль эстрогена в развитии астмы
Menopause: Ученые заподозрили роль эстрогена в развитии астмы
AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику
AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику
FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными
FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными
В России разработали искусственные кости и новые методы лечения позвоночника
В России разработали искусственные кости и новые методы лечения позвоночника
TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем
TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем
Волнообразные упражнения со штангой: польза или вред
Волнообразные упражнения со штангой: польза или вред
JA&FC: Сорго обогащает рацион питания биоактивными соединениями
JA&FC: Сорго обогащает рацион питания биоактивными соединениями
Nature Communications: Жизнь все-таки можно повернуть назад
Nature Communications: Жизнь все-таки можно повернуть назад
МАИ: Дроны-дефектоскописты уступают человеку в точности, зато берут скоростью
МАИ: Дроны-дефектоскописты уступают человеку в точности, зато берут скоростью
EBioMedicine: Создан инструмент для выявления сепсиса у новорожденных
EBioMedicine: Создан инструмент для выявления сепсиса у новорожденных
Численное моделирование повысит эффективность 3D-печати из стали 316LSi
Численное моделирование повысит эффективность 3D-печати из стали 316LSi
Создан особо пластичный алюминиевый сплав для высокотехнологичных отраслей
Создан особо пластичный алюминиевый сплав для высокотехнологичных отраслей
Влияние цвета в архитектуре на самоконтроль человека: мнение эксперта МХПИ
Влияние цвета в архитектуре на самоконтроль человека: мнение эксперта МХПИ
Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ
Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ

Новости компаний, релизы

Международные эксперты оценили разработанную для нижегородского завода технологию
Регистрация сми на IV конгресс молодых ученых продлевается до 6 ноября
Фестиваль научных театров «Наука всем!» прошёл в Санкт-Петербурге
На старт! Внимание! MITEX!
Пироговская олимпиада для школьников по химии и биологии