自十九世紀(jì)問世以來，傳統(tǒng)的白熾燈泡為人類帶來巨大益處；然而近年來，由于其能源效率極低，人類開始逐漸淘汰白熾燈，青睞更為環(huán)保的產(chǎn)品。不過，局面或許終有一日能得到扭轉(zhuǎn)。美國科學(xué)家研制出了一種新型白熾燈泡，能夠高效地回收光。研究人員表示，如果這種技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)其潛能，那么它將比如今的常見節(jié)能燈更加省電，包括緊湊型熒光燈和發(fā)光二極管(LED)燈泡。
白熾燈的工作原理是：將細(xì)金屬絲(通常是鎢)加熱至約2,700攝氏度的極高溫度，熱量使得金屬絲發(fā)出可見光，同時(shí)產(chǎn)生大量不可見的多余輻射(包括紅外線)。這意味著，白熾燈會(huì)浪費(fèi)95%以上的能量，其中絕大多數(shù)轉(zhuǎn)化為熱。因此，節(jié)能燈日漸增長(zhǎng)，取代了白熾燈。
但假如我們能將這些多余的熱量和能量利用起來呢？這正是麻省理工學(xué)院的研究人員所做的事，他們發(fā)明了兩階段的“光回收”白熾燈。第一階段和傳統(tǒng)方法無異；但在第二階段中，研究人員在燈絲附近放置了一種結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)由光子晶體的一種形式制成，它能夠捕捉多余的輻射，并將它們反射回?zé)艚z，使它們被重新吸收、重新作為可見光發(fā)出。
研究人員的挑戰(zhàn)在于尋找適當(dāng)?shù)牟牧希枰饶芊瓷浼t外輻射、又能通過可見光。他們的關(guān)鍵進(jìn)展在于設(shè)計(jì)出一種光子結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)既能傳輸可見光、又能反射多種角度的紅外線。常見的光子過濾器通常只能處理單一的入射角，而他們則需要擴(kuò)展至所有角度。
研究人員所研制出的納米光子干預(yù)系統(tǒng)將傳統(tǒng)白熾燈泡的能源效率提升了幾乎3倍，從原來的2%-3%提升至了6.6%。盡管這尚不如緊湊型熒光燈(7%-13%)和LED燈(5%-13%)，但他們相信這項(xiàng)技術(shù)的未來前景可達(dá)40%。也就是說，白熾燈泡或許終有一日能回歸超市貨架。
但在那天到來之前，我們?nèi)耘f應(yīng)該使用如今的節(jié)能燈，正如研究人員所說：
LED燈是好東西，人們應(yīng)該購買它們。然而，理解“光和熱”的這些基本性質(zhì)非常重要。
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