袁佳鑫

長(zhǎng)沙理工大學(xué)（湖南 長(zhǎng)沙 410000）

0 引言

當(dāng)前，經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)的環(huán)境污染使得全球能源短缺問(wèn)題突出，環(huán)保、節(jié)能已成為可持續(xù)發(fā)展必須解決的問(wèn)題。在照明行業(yè)，各類照明設(shè)備所消耗的電力約占全部電力消耗的20%，節(jié)約能源的主要途徑就是減少照明所消耗的電力，同時(shí)開發(fā)環(huán)保、高效、節(jié)能、安全、高品質(zhì)的照明設(shè)備。目前，大多數(shù)普通照明用白光LED 采用藍(lán)光芯片激發(fā)熒光粉，而高亮度的藍(lán)光照射對(duì)人眼視網(wǎng)膜有一定程度的危害，現(xiàn)已引起人們的高度重視。尋求更安全、更環(huán)保的健康照明設(shè)備已成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。

1 藍(lán)光的危害

鑒于LED 光源的安全、環(huán)保、節(jié)能、使用壽命較長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，其逐漸取代了傳統(tǒng)的白熾燈、鹵鎢燈和熒光燈[1]。但是現(xiàn)階段使用的LED 光源多采用藍(lán)光LED 芯片激發(fā)黃紅光熒光粉合成白光，在色溫較高時(shí)，這種光譜的藍(lán)光峰值較高，青光與紅光不足，具體的光譜圖如圖1 所示。由圖1 可見，藍(lán)光與黃光相比于其他部分來(lái)說(shuō)分布較高，由于光譜的連續(xù)性較差，藍(lán)光危害系數(shù)較高，不滿足高品質(zhì)照明的要求。

圖1 熒光粉激發(fā)LED 照明光譜圖

藍(lán)光（主要是針對(duì)波長(zhǎng)在400 ～450 nm 的藍(lán)光）對(duì)人體產(chǎn)生危害的部位主要集中在眼部，其會(huì)對(duì)眼睛視網(wǎng)膜造成一定程度的損傷[2]。與其他可見光相比，藍(lán)光能量較高，會(huì)直接穿過(guò)眼球的外膜、中膜，最后到達(dá)內(nèi)膜區(qū)域，即視網(wǎng)膜。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的富藍(lán)光照射，使得視網(wǎng)膜中的細(xì)胞發(fā)生不同程度的萎縮現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)直接導(dǎo)致該細(xì)胞死亡。在此條件下，人們的視力會(huì)受到不同程度的影響，發(fā)生視力下降的情況，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致失明。這是因?yàn)?，?dāng)藍(lán)光亮度過(guò)大時(shí)，就會(huì)使眼睛發(fā)生不同程度的病變，并且以黃斑病變?yōu)橹鳌?/p>

美國(guó)科技界認(rèn)為會(huì)聚已經(jīng)成為推動(dòng)生物科技革命的戰(zhàn)略思想和方法，代表了未來(lái)科研發(fā)展的新方向。理論界不僅分析了會(huì)聚項(xiàng)目的前沿性、社會(huì)性，也探討了新型科研組織形式以及會(huì)聚研究發(fā)展可能帶來(lái)的社會(huì)影響。這既是對(duì)科技潛在前沿的探索，也是對(duì)科技自身發(fā)展方式的思考，體現(xiàn)了美國(guó)科技界居安思危、進(jìn)一步求新求變、先發(fā)制人的戰(zhàn)略思維。

當(dāng)藍(lán)光用于照明時(shí)，會(huì)對(duì)褪黑素產(chǎn)生一定程度的抑制作用[3]。褪黑素是一種激素，其會(huì)對(duì)睡眠質(zhì)量等產(chǎn)生重要的作用，并幫助人們有效調(diào)節(jié)時(shí)差。也就是說(shuō)，只有在減少藍(lán)光照射的情況下，才能更好地分泌褪黑素，從而保證人們的睡眠質(zhì)量。

色溫較高的LED 光源存在著不同程度的藍(lán)光含量較高的問(wèn)題，會(huì)給人們的健康造成不同程度的影響。隨著對(duì)藍(lán)光的認(rèn)識(shí)和了解越來(lái)越清晰，人們對(duì)健康照明的需求越來(lái)越迫切。

食物有保質(zhì)期，信息資源也會(huì)有。過(guò)了期的信息資源就如同昨日黃花一文不值。作為工程造價(jià)而言，是為工程做鋪墊的一項(xiàng)工作，對(duì)于時(shí)間肯定有著嚴(yán)格的要求。因?yàn)楣こ淘靸r(jià)對(duì)于工程而言是一個(gè)必要且充分的條件，但又不能因?yàn)樗耐涎佣七t工程的期限[4]。所以，為了造價(jià)方案在預(yù)計(jì)時(shí)間段內(nèi)做出對(duì)于信息資源就必須以最快的速度獲取，并且是最新的、具有時(shí)效性的信息資源。而大數(shù)據(jù)下的計(jì)算機(jī)和各類系統(tǒng)恰如其分地解決了這個(gè)問(wèn)題。

2 健康照明

光感受器一般可分為兩部分，一部分為視錐細(xì)胞，另一部分為視桿細(xì)胞，二者都存在不同程度的活性和光譜敏感性，其中，光照水平是影響其活性的重要因素[4]。對(duì)視錐細(xì)胞而言，其主要感受的是強(qiáng)光，同時(shí)還有顏色；而視桿細(xì)胞主要感受的是弱光，并且這種細(xì)胞較為敏感，在感受光線強(qiáng)度時(shí)的反應(yīng)較為激烈。與此同時(shí)，要想實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)、健康的照明，就要在顯色指數(shù)上下功夫，并認(rèn)知和明確具體的S/P 值。S/P 值與光通量之間有著密切的關(guān)系，S/P 值即在暗視覺下與明視覺下光通量的比值。

1.1 資料來(lái)源 選取2013年1月-2015年12月在廊坊市婦幼保健中心進(jìn)行孕期檢查的婦女3 326例為研究對(duì)象，入組對(duì)象同時(shí)有唐氏綜合征和葉酸代謝障礙，平均年齡(27.88±4.95)歲。根據(jù)唐氏篩查結(jié)果將受試孕婦分為高風(fēng)險(xiǎn)組(814例)和低風(fēng)險(xiǎn)組(2 512例)，高風(fēng)險(xiǎn)組包括21-三體綜合征806例、18-三體綜合征2例和神經(jīng)管缺陷高風(fēng)險(xiǎn)6例。本研究獲得醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有研究對(duì)象對(duì)本研究知情并簽署知情同意書。

量子點(diǎn)，既是無(wú)機(jī)化合物的一種，也是納米晶體的一種，在性能上相對(duì)穩(wěn)定，當(dāng)其進(jìn)入水中，便會(huì)成為膠體形式。根據(jù)主要的合成材料，可以將量子點(diǎn)分為三部分：第一部分為元素半導(dǎo)體，使用的量子點(diǎn)材料為Ⅳ族，具體的量子點(diǎn)為銻（Sb）、硒（Se）、硅（Si）等；第二部分為化合物半導(dǎo)體，使用的量子點(diǎn)材料為Ⅲ-Ⅴ族，具體的量子點(diǎn)為砷化銦（InAs）、銦鎵氮（InGaN）、氮化鎵（GaN）等，還有部分材料為Ⅱ-Ⅵ族，具體的量子點(diǎn)為碲化鋅（ZnTe）、硒化鎘（CdSe）以及氧化鋅（ZnO）等；第三部分為異質(zhì)結(jié)，使用的量子點(diǎn)材料為兩種半導(dǎo)體結(jié)合在一起或是更多的半導(dǎo)體結(jié)合在一起[6]。

藍(lán)光危害與健康照明之間存在著些許矛盾，這是因?yàn)榻】嫡彰餍枰{(lán)光的存在，但是要把握好藍(lán)光的含量，含量過(guò)高或過(guò)低，都無(wú)法有效實(shí)現(xiàn)健康照明[5]。因此，需要通過(guò)相應(yīng)的技術(shù)把控好藍(lán)光含量，并且最大程度地減少其對(duì)人體產(chǎn)生的損害。對(duì)此，可以從清晨的太陽(yáng)光中得到啟示。太陽(yáng)光屬于全光譜照明，降低480 nm 以下的藍(lán)光部分，可降低其危害，實(shí)現(xiàn)健康照明的最終目的。全光譜、高品質(zhì)的健康照明光源光譜圖如圖2 所示。

圖2 全光譜、高品質(zhì)的健康照明光源光譜圖

3 量子點(diǎn)技術(shù)概況

3.1 量子點(diǎn)介紹

(4)技術(shù)力量在突破人類中心論中扮演了重要角色。因?yàn)榧夹g(shù)力量對(duì)人類行為及其后果的改變，使得倫理學(xué)研究范疇超越了傳統(tǒng)的時(shí)間和空間范圍，因此，勢(shì)必將打破大部分早期倫理體系中的人類中心論地位。與早期倫理學(xué)關(guān)注人、人的行為和行為后果不同，技術(shù)時(shí)代的倫理視域已經(jīng)擴(kuò)展開來(lái)，并逐漸呈現(xiàn)出一種宏大的、整體的視角。人的倫理學(xué)不僅關(guān)注人，而且關(guān)注人類整體，關(guān)注人類處于其中的自然。此外，從一種存在主義的視角看，人類的獨(dú)斷的情感和態(tài)度，與人類自身生存的未來(lái)已經(jīng)不相符合，對(duì)人類自身，尤其是大自然的認(rèn)識(shí)需要調(diào)整適應(yīng)，建立一種突破人類中心論的倫理學(xué)勢(shì)在必行。

除此之外，量子點(diǎn)還有一個(gè)比較突出的特點(diǎn)，即量子點(diǎn)的晶粒和能量間隙之間存在一定的關(guān)系。當(dāng)量子點(diǎn)的晶粒逐漸增大時(shí)，其能量間隙會(huì)不斷變小；當(dāng)晶粒逐漸變小時(shí)，能量間隙會(huì)不斷增大。這也在一定程度上表明，量子點(diǎn)和發(fā)光的波長(zhǎng)之間存在一定的關(guān)系。當(dāng)量子點(diǎn)逐漸變小時(shí)，其發(fā)光的波長(zhǎng)會(huì)不斷變短，這也是尺寸效應(yīng)的具體內(nèi)容[7]。相關(guān)研究人員完全可以利用尺寸效應(yīng)，適當(dāng)改變量子點(diǎn)的晶粒尺寸，從而達(dá)到更新發(fā)光光譜的目的。不同粒徑的量子點(diǎn)所呈現(xiàn)的顏色如圖3 所示。

量子點(diǎn)是由若干個(gè)原子構(gòu)成的，其原子的數(shù)量與量子點(diǎn)的粒徑之間存在一定程度的關(guān)系。若不斷減少原子的數(shù)量，量子點(diǎn)的粒徑也會(huì)逐漸減小。從化學(xué)性質(zhì)角度看，原子基本都附著于量子點(diǎn)的表面，這樣的形態(tài)會(huì)使得量子點(diǎn)出現(xiàn)不同程度的化學(xué)反應(yīng)。從光學(xué)性質(zhì)角度看，量子點(diǎn)的粒徑和反射系數(shù)之間存在關(guān)系，若量子點(diǎn)的粒徑不斷減少，其反射系數(shù)會(huì)逐漸降低。同時(shí)，當(dāng)量子點(diǎn)的粒徑不斷變小時(shí)，量子點(diǎn)所呈現(xiàn)出來(lái)的顏色會(huì)逐漸變深，顏色越深，就說(shuō)明量子點(diǎn)對(duì)光的吸收能力越強(qiáng)。

3.2 QLED 與OLED

OLED 是有機(jī)物發(fā)光二極管（Organic Light Emitting Diode）的簡(jiǎn)稱，該技術(shù)是依托有機(jī)薄膜應(yīng)用自有光源進(jìn)行照明。QLED 是量子點(diǎn)發(fā)光二極管（Quantum Dot light Emitting Diode）的簡(jiǎn)稱。該技術(shù)和OLED 相比，擁有更多的優(yōu)勢(shì)，并且在構(gòu)造上避免了“陰罩”的使用。QLED 照明技術(shù)的核心原理就是采用了量子點(diǎn)技術(shù)。量子點(diǎn)不但可以沉積于液體之中，而且利用半導(dǎo)體量子點(diǎn)可以構(gòu)成一個(gè)良好的QLED 發(fā)光層。

圖3 不同粒徑的量子點(diǎn)所呈現(xiàn)的顏色

4 基于量子點(diǎn)技術(shù)的QLED 照明的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

4.1 QLED 在化學(xué)性能方面的優(yōu)勢(shì)

（1）QLED 的構(gòu)成材料基本都是無(wú)機(jī)物，因此其在環(huán)境方面沒有太多的要求，而且，QLED 和OLED 相比具有更好的穩(wěn)定性，尤其在一些特殊的環(huán)境中應(yīng)用時(shí)穩(wěn)定性更好，如環(huán)境中有水氣或環(huán)境中有氧氣。（2）QLED 對(duì)高分子具有一定程度的溶解性，而且可以作用于磷光材料，使其有較高的發(fā)光水平。

4.2 QLED 在照明方面的優(yōu)勢(shì)

（1）一般的人造白光中存在一定量的高能藍(lán)光，而過(guò)量的藍(lán)光會(huì)影響人身健康。通過(guò)光譜合成技術(shù)，QLED白光可以和自然光的效果基本保持一致。（2）QLED 白光的光色更為飽和。（3）QLED 量子效率高[8]。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，量子點(diǎn)技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，對(duì)于健康照明而言，具有極其重要的作用和意義。QLED 無(wú)論是在化學(xué)性能方面，還是在照明學(xué)方面，都具有較多的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也存在成本的劣勢(shì)。這就需要相關(guān)研究人員繼續(xù)研究和優(yōu)化量子點(diǎn)技術(shù)，促進(jìn)我國(guó)健康照明的長(zhǎng)足發(fā)展。