Nie oglądaj telewizji przed snem. Odłóż też telefon, bo możesz mieć problemy z zaśnięciem. Możesz nie zdawać sobie z tego sprawy, ale niebieskie światło z ekranów urządzeń, a nawet zwykłych lamp, potrafi zmylić wewnętrzny 24-godzinny zegar mózgu. Nawet „białe” światło zawiera niebieskie długości fal. A kiedy niebieskie światło wpada do oczu, twój mózg otrzymuje wiadomość, że musi nie zasnąć. Ale wydaje się, że nowy rodzaj oświetlenia omija te uciążliwe dla snu efekty, dzięki czemu możesz łatwo zasypiać przed snem.
Ta nowa dioda elektroluminescencyjna lub LED może pewnego dnia zapewnić blask lampom i innym rodzajom oświetlenia domowego, twierdzą jej twórcy. Może nawet znaleźć zastosowanie na ekranach telewizorów, laptopów i smartfonów, mówi Jakoah Brgoch. Jest chemikiem na Uniwersytecie w Houston w Teksasie. Pomógł również zaprojektować nową technologię oświetleniową.
On i jego kolega, chemik z University of Houston, Shruti Hariyani, badali właściwości luminoforów. Substancje te świecą pod wpływem światła.
Światło przechodzi przez soczewkę diody LED, zwykle plastikowej żarówki. Za kulisami znajduje się chip LED, który ma małe diody elektroluminescencyjne przymocowane do płytki drukowanej. Gdy chip jest pokryty sproszkowanymi luminoforami, zmienia się kolor światła przechodzącego przez soczewkę. Zespół z Houston stworzył nowy luminofor, aby diody LED świeciły „ciepłym” białym światłem. Tutaj ciepło oznacza, że światło zawiera mniej krótkich, niebieskich fal, które mogą zepsuć sen.
Te same niebieskie fale występują w świetle słonecznym. I mówią twojemu wewnętrznemu zegarowi biologicznemu, że czas się obudzić. Normalnie zegar biologiczny wyłącza się wraz ze znikaniem światła dziennego. Melatonina to hormon wytwarzany w nocy. Pomaga zasnąć – chyba że niebieskie światło mówi twojemu ciału inaczej. Niebieskie światło tłumi hormon melatoniny.
A nasze ciała mogą się pogubić, jeśli jest późno, a nasze oczy pozostają skąpane w niebieskim świetle z urządzeń lub oświetlenia wewnętrznego. Nawet jeśli twoje ciało pragnie snu, nadal otrzymuje sygnał do przebudzenia.
Większość nowoczesnych ekranów i systemów oświetleniowych wykorzystuje niebieskie diody LED. Są energooszczędne, trwałe i niedrogie.
Oprogramowanie pomaga niektórym urządzeniom emitować mniej niebieskiego światła. Na przykład tryb „nocny” iPhone’a zmienia paletę kolorów. Ale to sprawia, że obrazy wyglądają na bardziej czerwone niż normalnie, więc użytkownicy rezygnują z jakości kolorów. Ponadto diody LED w tym i innych smartfonach nadal emitują wystarczającą ilość niebieskiego światła, aby wpływać na wewnętrzny zegar organizmu i produkcję melatoniny. Ludzie mogą zablokować trochę niebieskiego światła, nosząc żółte okulary przed snem. Jednak to również zniekształci odcienie tego, co oglądasz.
Mówi Brgoch: „Chcieliśmy się dowiedzieć:„ Czy możemy uzyskać wysokiej jakości żarówkę z cieplejszym i lepszej jakości światłem?”
Diody LED wytwarzają białe światło, mieszając odcienie czerwonego, zielonego i niebieskiego. Podczas gdy te same podstawowe kolory pigmentu w farbach lub kredkach mieszają się, aby uzyskać czerń, światło działa w odwrotny sposób. Białe światło emitowane przez diodę LED pochodzi od koloru żarówki oraz kolorów luminoforów użytych do pokrycia diody LED. Wspólne oświetlenie domu wykorzystuje niebieskie diody LED pokryte luminoforami, których kolory dodają się do kolorów diody LED, aby uzyskać białe światło.
Rzadszy typ diody LED ma fioletową żarówkę. W miejscach takich jak muzea i sklepy odzieżowe instalowane jest białe oświetlenie wykonane z fioletowych diod LED. Dzieje się tak dlatego, że są one zaprojektowane tak, aby lepiej pokazywać prawdziwy kolor obiektu niż bardziej popularne, bardziej niebieskie diody LED używane w większości lamp domowych. Jedną wadą jest to, że fioletowe diody LED kosztują więcej. Mimo to Brgoch i Hariyani wybrali je do swojego prototypu, aby uzyskać najlepszy kolor.
Aby zmniejszyć niebieskie emisje diod LED, chemicy najpierw zmienili biały sproszkowany kryształ, który sam nie świecił. Dodali do struktury pudru jasny srebrny element. Ten europ zamienia kryształ w luminofor. Europ jest często dodawany do luminoforów oświetleniowych, ponieważ pomaga wzmocnić niebieską część blasku diody LED. W tym przypadku stworzył prawdziwy, wysokiej jakości niebieski, który można wykorzystać w diodach LED. Ten niebieski może łączyć się z innymi kolorami, aby uzyskać białe światło.
Zespół z Houston przetestował nowy luminofor, aby upewnić się, że nie ulegnie on łatwemu rozkładowi. Wystawili go na działanie ciepła i wody. Nie tylko luminofor nadal świecił z tą samą intensywnością, ale jego kolor pozostał stały. Posiadanie wszystkich tych właściwości jednocześnie sprawia, że jest lepszy od wielu innych luminoforów, mówi Hariyani.
Następnie zmieszali niebieski luminofor z czerwonym i zielonym, aby uzyskać białe światło. Chemicy dodali tę kombinację do zmodyfikowanej fioletowej diody LED. W porównaniu ze standardowymi fioletowymi diodami LED, ta nowa dioda emituje znacznie mniej intensywne niebieskie światło.
„Na całym świecie w żarówkach używanych jest około tuzina luminoforów”, zauważa Brgoch. „Znalezienie czegoś nowego, co jest na równi z tym, co można kupić, jest fantastyczne”. Dodaje, że mniejsza produkcja krótkich, niebieskich fal powinna zmniejszyć jego wpływ na czyjeś nocne wydzielanie melatoniny.
Ale inne aspekty światła również wpływają na ciało, ostrzega Mariana Figueiro. Jej praca w szpitalu Mount Sinai w Nowym Jorku koncentruje się na wpływie światła na zegar biologiczny i melatoninę.
Jasność i kolory światła inne niż niebieskie — takie jak zielone i żółte — również wpływają na naturalną gotowość organizmu do snu, zauważa Figueiro. Aby pozostawić nocną melatoninę w spokoju, wyjaśnia: „Źródło światła musi mieć zarówno niski poziom światła, jak i mniej niebieskiego światła”. Zastanawia się, czy zwykłe lampy i ekrany mogłyby być wystarczająco przyciemnione, aby nie zakłócać wewnętrznego zegara ciała, a jednocześnie były wystarczająco jasne, aby można je było wykorzystać w praktyce. Mimo to, jak mówi, z pewnością warto się uczyć.
Aby dowiedzieć się, czy nowa dioda LED może pomóc ludziom, którzy chcą lepiej spać, naukowcy będą musieli zmierzyć jej wpływ na melatoninę.
„To nauka, która jest dla nas wciąż stosunkowo nowa” – mówi Brgoch. W związku z tym mówi, że pełne zrozumienie przez naukowców sposobu wykorzystania nowych diod LED w artykułach gospodarstwa domowego zajmie trochę czasu.
On i Hariyani podzielili się swoimi odkryciami 14 kwietnia w ACS Applied Materials and Interfaces.
