ทางเลือกใหม่ของหลอด LED

08:08 1 Comment

บทความ : LED รุ่นใหม่ ปฏิวัติหลอดไฟทั้งโลก

นับตั้งแต่โธมัส อัลวา เอดิสัน ประดิษฐ์หลอดไฟมา โลกในยามราตรีก็เปลี่ยนไปโดยสิ้นเชิง แต่การคิดค้นของนักวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันอาจจะเปิดยุคใหม่แห่งวงการแสงสว่างอีกครั้ง นั่นคือ LED รุ่นใหม่นี้

ศาสตราจารย์คอลิน ฮัมฟรี่ย์ นักวิทยาศาสตร์ผู้เชี่ยวชาญทางด้านวัสดุจากมหาวิทยาลัยแคมบริดจ์ ประเทศอังกฤษเชื่อว่าหลอด LED ที่เขาคิดได้นี้จะทำให้หลอดไฟตามที่พักอาศัยและอาคารสำนักงานมีการปฏิวัติเกิดขึ้นทั่วโลกเลยทีเดียวภายในเวลา 5 ปีข้างหน้านี้

วัสดุมหัศจรรย์ที่ ศ.ฮัมฟรีย์ ใช้ในการประดิษฐ์ครั้งนี้คือแกลเลียมไนไตรด์ (GaN)  ซึ่งอันที่จริงมีการนำมาใช้แล้วในงานด้านแสงต่างๆเช่น เป็นแสงแฟลชถ่ายรูป, ไฟหน้ารถจักรยาน, โทรศัพท์มือถือ, หลอดไฟในรถบัส รถไฟ และเครื่องบิน

แต่ความมหัศจรรย์ที่ว่านี้คือ ศ.ฮัมฟรีย์สามารถนำแกลเลียมไนไตรด์ที่ว่านี้มาใช้ให้แสงสว่างในอาคารสำนักงานและที่พักอาศัยได้ ซึ่งหากทำสำเร็จก็จะสามารถลดปริมาณการบริโภคไฟฟ้าในประเทศที่พัฒนาแล้วได้ถึง 75 เปอร์เซ็นต์เลยทีเดียว อีกทั้งยังลดการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์จากแหล่งกำเนิดไฟฟ้าได้อีก และยังช่วยอนุรักษ์ปริมาณเชื้อเพลิงฟอสซิลได้โดยอ้อมอีกด้วย

"อนาคตของ LED แกลเลียมไนไตรด์นี้น่าตื่นเต้นมากเลยนะ" ศ.ฮัมฟรีย์บอก

"ยิ่งไปกว่านั้ ยังมีอายุการใช้งานยาวนานด้วย LED แกลเลียมไนไตรด์สามารถเผาไหม้ได้ถึง 100,000 ชั่วโมง คิดเป็นราวๆ 100 เท่าของหลอดที่ใช้กันในปัจจุบันเลยนะ นี่แหละที่จะเข้ามาแทนที่หลอดไฟที่ใช้กันตามบ้านมากว่า 60 ปีแล้ว ยิ่งไปกว่านั้นยังช่วยประหยัดพลังงานได้มากกว่าหลอดฟลูออเรสเซนต์ซะอีก LED แกลเลียมไนไตรด์นี้ไม่มีสารปรอทเลยนะ ฉะนั้นก็ไม่ต้องมาปวดหัวกับเรื่องสิ่งแวดล้อมอีกต่อไป"

แต่อุปสรรคสำคัญในงานชิ้นนี้คือ LED แกลเลียมไนไตรด์นี้มีาคาสูงเกินไปที่จะผลิตเพื่อใช้งานตามบ้านและที่ทำงาน และความเข้มของแสงที่ผลิตออกมานี้ทำให้ต้องหาทางลดลงมาอีก ที่มหาวิทยาลัยแคมบริดจ์จึงได้ค้นคว้าวิจัยเรื่องนี้โดยมี ศ.ฮัมฟรีย์เป็นแกนนำ จนกระทั่งได้ทฤษฎีใหม่ที่สามารถไขความลับที่ว่าทำไมแกลเกียมไนไตรด์ถึงได้ส่องแสงออกมามากผิดธรรมชาติเช่นนั้น โดยการค้นพบครั้งนี้เกิดขึ้นโดยความร่วมมือกับศาสตราจารย์ฟิล ดอว์สัน แห่งมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์

"การเข้าใจทฤษฎีว่าด้วยแกลเลียมไนไตรด์นี้เป็นสิ่งสำคัญมากต่อการพัฒนาคุณภาพและศักยภาพการให้แสงสว่างของแกลเลียมไนไตรด์" ศ.ฮัมฟรีย์กล่าวต่อ

"ศูนย์วิจัยของเรายังทำหน้าที่ในส่วนของการคิดค้นนวัตกรรมเทคนิคการสร้างแกลเลียมไนไตรด์บนแผ่นซิลิกอนเวเฟอร์ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 6 นิ้วได้ แทนที่จะใช้เวเฟอร์บุษราคัมที่ใช้กันก่อนหน้านี้ ซึ่งจะทำให้สามารถลดค่าใช้จ่ายในการผลิตได้เยอะเลย และก็จะช่วยให้แกลเลียมไนไตรด์นี้ตีตลาดกระจุยเลย"

นอกจากนั้น ศูนย์วิจัยดังกล่าวยังพยายามคิดค้นวิธีการใช้แสงแกลเลียมไนไตรด์นี้เลียนแบบแสงอาทิตย์ เพื่อช่วยรักษาผู้ป่วยโรค SAD (Seasonal Affective Disorder) หรือโรคผิดปกติตามฤดูกาลได้

"แสงแกลเลียมไนไตรด์นี้จะเริ่มมีการใช้งานในที่พักอาศัยและอาคารสำนักงานภายในระยะเวลา 5 ปี นี่ไม่ใช่แค่ข่าวดีสำหรับสิ่งแวดล้อมเท่านั้นนะ แต่ยังเป็นข่าวดีสหรับผู้บริโภคที่ชอบความสะดวกสบาย ไม่ต้องการจ่ายค่าไฟแพงๆ และต้องการคุณภาพชีวิตที่ดีอีกด้วย" ศ.ฮัมฟรีย์บอก

ค่อนข้างเป็นไปได้ทีเดียวที่แสงจากแกลเลียมไนไตรด์นี้จะถูกนำไปใช้งานได้หลากหลาย โดยในตอนนี้ LED แกลเลียมไนไตรดที่หุ้มด้วยฟอสฟอรัสก็สามารถเปลี่ยนจากแสงสีน้ำเงินเป็นแสงสีขาวได้แล้ว แต่เป้าหมายของทีมวิจัยคือพยายามจะไม่ให้มีการหุ้มด้วยฟอสฟอรัสดังกล่าวและก็พยายามทำให้ LED นี้มีขนาดเล็กลงเป็น mini LED และต้องสามารถผลิตแสงได้หลายสีเช่นเดียวกับหลอดไฟทั่วๆไปอีกด้วย



ศ.ฮัมฟรีย์จึงได้ให้ความเห็นตรงจุดนี้ว่า "ถ้าจะนำไปใช้งานในเรื่องนี้หรือในงานอื่นอย่างเช่นใช้ดูแลสุขภาพ, ตรวจเนื้องอก, วอเตอร์ทรีทเมนต์สำหรับประเทศกำลังพัฒนา คงจะต้องใช้เวลาซัก 10 ปีถึงจะประสบผลสำเร็จนะ"

บทความฟิสิกส์

ซึ่งปัจจุบันในหลายประเทศเริ่มเห็นความสำคัญ โดยส่งเสริมการใช้หลอด LED ทั่วโลก

การส่งเสริมการใช้เทคโนโลยีแอลอีดีของรัฐบาลทั่วโลก : 

ออสเตรเลีย: กำหนดนโยบายอย่างเข้มงวดในการนำเข้าและจัดจำหน่ายหลอดไส้ตั้งแต่ปีพ.ศ. 2551

แคนาดา: รัฐบาลประกาศห้ามไม่ให้มีการใช้งานหลอดไส้ตั้งแต่ปีพ.ศ. 2554

จีน: รัฐบาลประกาศห้ามไม่ให้มีการจำหน่ายและนำเข้าหลอดไส้ที่มีกำลังไฟฟ้าตั้งแต่ 100 วัตต์ขึ้นไป 60 วัตต์ขึ้นไป และ 15 วัตต์ขึ้นไป ตั้งแต่ปลายปีพ.ศ. 2555 พ.ศ. 2557 และ พ.ศ. 2559 ตามลำดับ

สหภาพยุโรป: รัฐบาลประกาศห้ามใช้หลอดไส้ที่มีกำลังไฟฟ้า 100 วัตต์ขึ้นไป ในปีพ.ศ. 2552 60 วัตต์ขึ้นไปตั้งแต่เดือนกันยายน ปีพ.ศ. 2554 โดยได้มีประกาศห้ามจำหน่ายหลอดไส้ 40 วัตต์ และ 25 วัตต์ ตั้งแต่เดือนกันยายน ปีพ.ศ. 2555 เป็นต้นไป โดยหลอดไฟที่สามารถจำหน่ายได้ในสหภาพยุโรปคือหลอดไฟที่มีประสิทธิภาพในการส่องสว่างสูงกว่าประเภท D สหภาพยุโรปตั้งเป้าที่จะเปลี่ยนและกำหนดให้มีการใช้ให้เป็นหลอดไฟที่มีประสิทธิภาพในการส่องสว่างสูงกว่าประเภท B แทนการใช้หลอดไส้แบบเดิม 

อินเดีย:รัฐบาลวางแผนที่จะเปลี่ยนหลอดไส้กว่า 400 ้านหลอดมาเป็นหลอดไฟประหยัดพลังงานในปลายปีพ.ศ. 2555

ไอร์แลนด์ : รัฐบาลประกาศห้ามใช้หลอดไส้ตั้งแต่ปีพ.ศ. 2552 

ญี่ปุ่น : รัฐบาลวางแผนการห้ามใช้หลอดไส้ตั้งแต่ปีพ.ศ. 2555 

เกาหลี : รัฐบาลวางแผนห้ามไม่ให้มีการใช้หลอดไส้ตั้งแต่ปีพ.ศ. 2556 

มาเลเซีย : รัฐบาลวางแผนห้ามผลิตหลอดไส้ในปีพ.ศ. 2557

ฟิลิปปินส์ : รัฐบาลเริ่มมีมาตรการห้ามใช้หลอดไส้ตั้งแต่ปีพ.ศ. 2553

สวิสเซอร์แลนด์ : รัฐบาลมีมาตรการห้ามจำหน่ายหลอดไฟประเภท F&G ตั้งแต่ปีพ.ศ. 2550 

ไทย : รัฐบาลสนับสนุนให้มีการใช้หลอดประหยัดไฟตั้งแต่ปีพ.ศ. 2550

อังกฤษ : รัฐบาลประกาศห้ามใช้หลอดไส้ตั้งแต่ปีพ.ศ. 2554 

อเมริกา : รัฐบาลวางแผนจะเปลี่ยนหลอดไส้ทั้งหมดภายในปีพ.ศ. 2555 - 2557