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生物照明系統
 

【作者: 廖專崇】   2006年08月07日 星期一

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有一句成語形容蒐集螢火蟲與映照雪地來照明的故事,講的不但是刻苦勵學,也充分點出了照明對於人類的重要性;古人在物質缺乏的年代,可以靠著螢火蟲發的光與雪地映照的月光來讀書,對現在的人來說實在很難想像。若沒有一百多年前的愛迪生發明鎢絲燈泡,人類的文明是不是也將因此發展緩慢或停滯不前呢?


不過抓螢火蟲來當做照明光源的向學故事,卻也讓人忍不住思考:近來全球環保意識抬頭,能源的節約成為此一世紀最重要的課題之一,未來若有人能研究出一種不消耗能源的照明技術,就像發亮的螢火蟲一樣,勢必會是比燈泡、比熱門的LED更加偉大的發明。


事實上,人類大部分的智慧其實都是從大自然學習得來,目前應用最廣泛的螢光燈管就是模仿螢火蟲發光的原理而來。螢火蟲發光原理是因為在其發光器的部位,有一種含磷的發光質與一種催化酵素。螢火蟲在發光器上會有一些氣孔,由氣孔引入空氣後,發光質就會透過酵素的催化與氧進行氧化作用,然後發出亮光。


螢火蟲的發光器是由發光細胞、反射層細胞、神經與表皮等所組成。如果將發光器的構造比喻成汽車的車燈,發光細胞就有如車燈的燈泡,而反射層細胞就有如車燈的燈罩,會將發光細胞所發出的光集中反射出去。所以雖然只是小小的光芒,在黑暗中卻讓人覺得特別明亮。


螢火蟲發的光不會產生熱,能量和效率非常高;其中約2~10%的能量轉為熱量,而其餘能量完全用來發光,稱為「冷光」。所以其實說起來螢火蟲的光才是最進步的發光系統,因為從燈泡發明到現在,人類的照明技術儘管經過不斷的改善,其發光效率與耗能始終有需要改善的空間。


就像本期探討的主題「世紀新光源-LED」,該技術被譽為新一代的照明技術,最新的發光效率大概在1瓦100~200流明左右,以其功率與耗能比來看,是目前最有效率的發光技術,只是能量損耗恐怕還是遠遠超過10%吧!所以最好的方法應該是可以發展一種「生物發光照明技術」。


未來若是每個人家裡只要養幾隻照明螢火蟲、種幾棵發光樹,就可以不必再裝電燈,還能隨環境或氣氛需要來選擇需要的亮度跟顏色,而發光所需的能源則是氧氣、水、植物(螢火蟲的食物)等可再生又不虞匱乏的物質,那將會是多麼理想的照明技術!


而在那樣美好的願景實現之前,目前照明技術從日光燈、鹵素燈、氣體放電燈全面進化到LED燈,不斷朝向效率更高、功耗更低的目標邁進,雖然看起來只是一小步,仍然讓人深感興奮並充滿期待——當科技一直演進下去,誰說「照明螢火蟲」、「發光樹」不會成真?


另外,本期的內容中還包括6月份編輯同仁到矽谷進行的參訪活動,同樣為讀者帶回來全球高科技產業搖籃的第一手消息,歡迎參考。


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