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Es werde Licht

Nano-Lampen ersetzen LED-Technik

Das Zeitalter herkömmlicher Glühbirnen gehört bereits der Vergangenheit an. Das Leuchtmittel mit einem durch Strom aufgeheizten Energieleiter entspricht nicht mehr den Energieeffizienzvorgaben und ist daher vom Markt genommen worden. Ähnlich könnte es auch dem Nachfolger, der LED-Lampe ergehen, der nächste Schritt steht mit der Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Lampe bereits in den Startlöchern.

Sendai (Japan). Die diesjährigen Nobelpreisträger für Physik sind die Japaner Isamu Akasaki, Hiroshi Amano, Shuji Nakamura. Sie wurden für die Erfindung der blauen LED ausgezeichnet. Das auf dem Prinzip der Halbleitertechnologie basierende blaue LED-Leuchtmittel wurde im Jahr 1992, die ersten energiesparenden Leuchtmittel - die Leuchtdioden bereits schon in den 1950er Jahren entdeckt. Ein Problem der früheren Technik, die geringe Leistungsfähigkeit.

Durch die Erhitzung des Halbleiters in Verbindung mit einer Schicht aus Galliumnitrid, gelang Shuji Nakamura die Erzeugung einer blauen LED. Isamu Akasaki, und Hiroshi Amano von der Universität von Nagoya forschten parallel an der LED-Entwicklung, in diesem Fall mit der Elektronenbestrahlung von Kristallen. Das war vor 20 Jahren. Diese wissenschaftlichen Errungenschaften wurden schließlich mit dem Nobelpreis 2014 für Physik honoriert.

Nanotechnologie setzt Halbleitertechnologie ab

Bedeutete diese Entwicklung bereits einen sehr großen Fortschritt bei der Energieeffizienz, steht heute bereits eine neue Technologie in den Startlöchern. Auch hier entwickeln japanische Forscher an dem Leuchtmittel für die Zukunft. Das Team um Norihiro Shimoi von der japanischen Tohoku Universität hat bereits den ersten Prototyp einer neuen Lampe entwickelt. Diese sehr flache Lampe besteht aus einer Schicht kristallinen Nanoröhrchen basierend auf Kohlenstoff und einer positiv geladenen Elektrode. Ein Vakuumhohlraum und eine abschließende Schicht aus Phosphor komplettieren den physikalischen Aufbau des Leuchtmittels. Wird das System unter elektrische Spannung gesetzt, feuern die Kohlenstoff-Nanoröhrchen Elektroden durch die Vakuumschicht auf die Zielebene aus Phosphor. Diese fängt dann gleichmäßig zu leuchten an, ohne dass dabei das Licht instabil wird.

Dank einer störungsfreien Umgebung ist die Leuchtkraft bei gleichzeitiger Energieeffizienz überaus stark. Die Technik erreicht dabei 60 Lumen pro Watt, das ist mehr als herkömmliche Leuchtdioden aufbringen und noch unterhalb der Stärke aktuell hergestellter LED-Panels. Der Energieaufwand beträgt allerdings gerade einmal 0,1 Watt. Das Leuchtmittel der Nanoröhrchen ist emissionsschonend und zudem auch relativ kostengünstig im Herstellungsverfahren. Vieles hört sich also äußerst positiv für die Zukunft dieser neuen Technologie an.

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