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微型LED助力健康新生活

    发布时间:2022-11-22

王 辉

 

 

根据世界卫生组织统计,全球睡眠障碍率达27%,其中,中国有超3亿人有睡眠障碍。如何让失眠人睡得好,成为社会亟待解决的问题。

研究显示,从电子设备中发出的蓝光,能够影响人体褪黑素的生成,进而影响人们的睡眠质量。也就是说,被人类忽视的照明系统或将改善人类的睡眠质量。北京大学物理系教授陈志忠常年研究凝聚态物理,在发光器件微型LED灯方面研究颇深,他和团队正努力研发改善睡眠的日光灯并将其推向市场,以帮助人们提高睡眠质量。

1991年,陈志忠考入南京大学物理系。之后从硕士到博士阶段,他一直在物理专业半导体方向深研。回首与物理的结缘历程,陈志忠笑称与当时的历史背景有关:“20世纪80年代末90年代初正处于美苏争霸时期,核物理在其中起到的作用不言而喻,所以我就想学核物理,为国效力。”博士毕业后,陈志忠在半导体方向上已初有成果,当时全国只有5所学校有半导体专业,而北京大学是发源地。所以博士毕业后,他选择到北京大学开展博士后研究工作。

离开北京大学后,陈志忠前往宽禁带半导体研究中心开始研究微型LED。他解释说:“人体在睡觉前和睡醒后的一段时间里,会产生褪黑素,但如果有光照,褪黑素就会被抑制住,进而分泌失败。我们现在研发的照明灯就主要聚焦于去除抑制褪黑素的光成分,希望借此改善睡眠质量。”为实现目标,陈志忠及其团队和医疗相关部门展开了合作,希望可以仿制自然光,实现改善睡眠的目的。

“地球自转的时候,地面上的光谱、强度都发生着微弱的变化,这些变化人类很难察觉,但这些连续不断的变化其实会影响人的作息。时间久了,人的生物钟和外界的自然光就同步了。但现在无论是在写字楼还是商场,人们接触自然光的机会很少,所以生物失调的可能性就会增加。我们研发仿制自然光的人工光源,就可以达到用光调节人体作息的效果。”陈志忠如是诠释研究的原理及初衷。

值得一提的是,卧室、客厅、走廊、厨房、书桌,人们生活中随处可见LED的身影,但是,人们很多时候并没有真地用对光。好在近年来,随着技术的发展,“照明应以人为本”的理念逐渐成为业界的共识,企业不再只是纯粹地关注光效或使用寿命,而是更多地考虑人对光的感觉、光对人的影响,希望能制造出更接近自然光的人造光,这为科学家研发人造光增加了助力,也让人造光改善人类睡眠变得指日可待。

将光源调试成自然光,这一技术其实并不特别复杂。陈志忠介绍:“自然光是如何调节生物钟的,这一问题才是研究的难点。”目前他们正通过承担的一些项目,克服相应的问题,研发相关产品。

事实上,除了睡眠,近视和光线也有关联。“现在,国家对学生的近视情况十分重视,我们也正和企业一同设计LED产品,以达到减缓近视的效果。”陈志忠说。除了医用,微型的LED在工业方面也分布甚广。陈志忠表示,LED目前主要应用在两方面:一是显示屏,二是通信。在通信方面,微型LED甚至可以提高宽带的保密性和电磁敏感程度。

业界对微型LED的要求越多,这意味着,在研发过程中碰到的难题和困难也就越多。对于已经遭遇的挫折和以后即将面临的未知困难,陈志忠显得乐观很多。他说:“挫折和困难任何时候都有,但做科研的人肯定要乐观,如果老想着科研不成功怎么办,那肯定不行。”怀抱着积极乐观的态度,目前,陈志忠正努力产出实用化成果。“未来35年,我想先完善技术,然后将成果落地,推向产业应用。”

(责编:黄雪霜)


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