黎宇寶

2014年10月7日，瑞典皇家科學(xué)院宣布，決定將2014年諾貝爾物理學(xué)獎聯(lián)合授予日本科學(xué)家赤崎勇、天野浩以及美國加州大學(xué)圣巴巴拉分校的美籍日裔科學(xué)家中村修二，以表彰他們在發(fā)明一種新型高效節(jié)能光源方面的貢獻(xiàn)，即藍(lán)色發(fā)光二極管（LED），為能源節(jié)省開拓了新空間。在頒獎詞中，諾貝爾獎委員會寫道：“白熾燈照亮20世紀(jì)，而LED燈將照亮21世紀(jì)。”

照亮世界的新光

在藍(lán)光LED誕生之前，紅光和綠光LED問世已久。但由于缺少藍(lán)光LED，可用于照明的白色LED燈無法被制造出來。赤崎勇、天野浩以及中村修二的發(fā)明解決了這一難題，使得用LED燈替代耗能更大的白熾燈成為可能。

他們?nèi)说难芯渴沟萌藗兊靡赃M(jìn)入一場前所未有的光源革命?！罢缢麄兯f的，這不是一個發(fā)現(xiàn)，而是一個發(fā)明。這需要在材料和器件上有重大突破，走通從理論到應(yīng)用的路。正是因為這三位學(xué)者從不同的方面進(jìn)行了突破，使得LED照明應(yīng)用的推廣成為可能?！敝锌圃荷虾＜夹g(shù)物理所所長陸衛(wèi)稱，還有很多學(xué)者和這三位學(xué)者同期在從事藍(lán)光二極管的研究，但都因為無法在材料和器件制造工藝上取得突破而難以實現(xiàn)自己的研究意圖，不得不選擇放棄。

據(jù)了解，三位科學(xué)家目前正在不斷完善自己的成果，以得到更高效的光通量。

“藍(lán)光LED出現(xiàn)的最重要意義，便是使得白光可以被順利造出來，帶來明亮、節(jié)能的白色光源。這個發(fā)明，可謂點(diǎn)亮了全世界的新型光源，它與傳統(tǒng)光源相比有更加持久高效節(jié)能等優(yōu)勢?！敝Z貝爾委員會主席皮爾·德爾辛教授如是說。

LED照明無法媲美的優(yōu)勢

雖然藍(lán)光LED僅僅被發(fā)明了20年，但它帶來了一種全新的白光生產(chǎn)方式，全人類都因此受益。我們單單從LED照明的優(yōu)勢來看看它為人類帶來的福祉。

作為綠色節(jié)能光源的代表，LED照明比白熾燈、節(jié)能燈有著更顯著的優(yōu)勢。

首先，節(jié)約能源。LED的光譜幾乎全部集中于可見光頻段，其發(fā)光效率可達(dá)80%～90%，其耗電量不到白熾燈的十分之一。一般人認(rèn)為，節(jié)能燈可節(jié)能4/5已經(jīng)是偉大的創(chuàng)舉，但LED日光燈比節(jié)能燈還要節(jié)能1/4，這是固體光源讓人難以置信的跨越。據(jù)介紹，如果國內(nèi)三分之一的照明替換成LED照明，每年可節(jié)約3 000億度電，相當(dāng)于一個三峽工程的發(fā)電量。

除此之外，LED還具有其他顯著優(yōu)勢，例如基本無輻射，綠色環(huán)保。我們現(xiàn)在普遍使用的節(jié)能燈，在生產(chǎn)過程中都要添加汞蒸氣。如果玻璃外殼打碎，會造成污染。因此，報廢的燈管不能隨意丟棄，需要專門回收處理。而LED照明就沒有這種后顧之憂，被稱為“綠色能源”。且相比熒光燈光源，LED光源所用的熒光粉相對減少了很多，這在一定程度上節(jié)約了地球上的稀土能源。

此外，LED照明還具有使用壽命長、響應(yīng)速度快、體積小、重量輕等多種優(yōu)勢。正因為LED照明具有以上其他固體光源無法匹敵的特點(diǎn)，有人預(yù)測，LED照明在不遠(yuǎn)的將來將成為照明行業(yè)的主流光源。

由于全世界有1/4的電力被用于照明，更加節(jié)能高效的燈具在全球壓縮二氧化碳排放的大背景下也具有愈發(fā)重要的意義。LED燈還將幫助全球超過15億人告別沒有照明的時代，更低的能耗將讓當(dāng)?shù)靥柲苄⌒碗娬倦娏崿F(xiàn)照明成為可能。正因如此，LED目前已經(jīng)形成一個龐大的產(chǎn)業(yè)，而且很有可能成為21世紀(jì)最有發(fā)展前景的綠色照明光源。

（選自《人文科普》，有刪節(jié)）