Οταν πριν από περίπου έναν μήνα ανακοινωνόταν το βραβείο Νόμπελ Φυσικής για το 2014, σχεδόν κανείς δεν θα περίμενε πως η μέγιστη διάκριση σε επιστημονικό επίπεδο θα μοιραζόταν σε τρεις σχετικά άγνωστους Ιάπωνες για την εφεύρεση του... μπλε λαμπτήρα LED.
Πως ένα απλό φως είναι ικανό να στρέψει την προσοχή ολόκληρης της επιστημονικής κοινότητας; Πως από το περσινό, επαναστατικό «Σωματίδιο του θεού», περάσαμε στα φαινομενικά απλά και ασήμαντα μπλε λαμπάκια; Το σίγουρο είναι πως κάθε ανακάλυψη που οδηγεί σε τόσο μεγάλη επιτυχία, δεν μπορεί παρά να έχει την μοναδική της σημασία.
Μια φαινομενικά ασήμαντη ανακάλυψη - Το μπλε χρώμα που... ολοκλήρωσε το παζλ
Το «μποζόνιο» του Χίγκς, το... πολυπόθητο σωματίδιο που εξηγεί την μάζα, ήταν πλήρως κατανοητό πως πληρούσε τις προϋποθέσεις για το βραβείο Νόμπελ. Μια πειραματική ανακάλυψη με τεράστιο βάθος στην φυσική της σημασία, ικανή μάλιστα να προσελκύσει το ενδιαφέρον ατόμων που δεν έχουν καμία επαφή με τις φυσικές επιστήμες.
Στο εντελώς αντίθετο άκρο βρίσκεται η εφεύρεση των μπλε λαμπτήρων LED από τους Ισάμου Ακασάκι και Χιρόσι Αμάνο και Σούτζι Νακαμούρα. Τα «blue lights» δεν είχαν ιδιαίτερη σημασία για τον χώρο της επιστήμης, ήταν όμως με διαφορά η ανακάλυψη με την μεγαλύτερη σημασία για το περιβάλλον και κατ' επέκταση για την ανθρωπότητα. Πρόκειται για την ολοκλήρωση μιας προσπάθειας 33 ετών, στην οποία οι επιστήμονες προσπαθούσαν να δημιουργήσουν φωτισμό LED που να περιέχει όλο το χρωματικό φάσμα. Το μπλε ήταν το τελευταίο κομμάτι του παζλ αλλά ταυτόχρονα και το πιο σημαντικό.
Τα τεράστια πλεονεκτήματα της τεχνολογίας LED – Η εκτόξευση της αποδοτικότητας
Χωρίς την ύπαρξη του μπλε φωτός δεν ήταν δυνατόν να παραχθεί το άσπρο και έτσι ο LED φωτισμός δεν μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ευρέως. Με την ανακάλυψη των τριών Ιαπώνων, το φάσμα των χρωμάτων ολοκληρώθηκε δίνοντας την ευκαιρία σε όποιον θέλει να φωτίσει με... καινούργιο και εναλλακτικό τρόπο. Ακόμα και έτσι όμως, δεν αρκεί για να εξασφαλίσει την μέγιστη επιστημονική διάκριση στους τρεις του εφευρέτες. Το μεγάλο μυστικό του LED φωτισμού, ο λόγος που επί τρεις δεκαετίες συμπληρωνόταν η... παλέτα, ήταν πως σε σχέση με άλλη παλαιότερη μέθοδο σπαταλά ελάχιστη ενέργεια.
Με την τεχνολογία LED, τα νέα φωτιστικά έχουν την δυνατότητα να μετατρέπουν σε φως παραπάνω από την μισή ηλεκτρική ενέργεια που δέχονται. Η αντίστοιχη διαδικασία σε έναν παραδοσιακό λαμπτήρα πυρακτώσεως έχει αποδοτικότητα που περιορίζεται μόλις στο 4%, ενώ ένα καλό φωτιστικό φθορίου δεν ξεπερνά ποσοστά της τάξης του 30%. Εύκολα λοιπόν γίνεται αντιληπτό πως ο στόχος των τριών Ιαπώνων επιστημόνων δεν ήταν απλώς η ολοκλήρωση ενός χρωματικού παζλ. Ηταν το κλειδί που άνοιγε την πόρτα μιας νέας, πολύ αποδοτικότερης και «οικολογικής», γενιάς φωτισμού.
Πως οι Ιάπωνες προσέφεραν μια τεράστια ενεργειακή «ανάσα» στον πλανήτη
Μέχρι και πριν λίγα χρόνια, η τεχνολογία LED εμφανιζόταν μόνο σε καινούργια τεχνολογικά προϊόντα όπως τα smartphones, οι οθόνες των εξελιγμένων τηλεοράσεων και τα Blu-ray CD. Πλέον η νέα μέθοδος μπορεί να εφαρμοστεί και στον φωτισμό κτιρίων, δρόμων και δημοσίων χώρων. Αν αναλογιστεί κανείς πως το 19% ολόκληρης της παραγωγής ενέργειας χρησιμοποιείται αποκλειστικά για φωτισμό, τότε καταλαβαίνει το πραγματικό μέγεθος αυτής της φαινομενικά απλής ανακάλυψης.
Ηδη η κατανάλωση ενέργειας έχει μειωθεί σημαντικά, αφού τα φώτα LED είναι πολύ πιο αποδοτικά. Ακόμα όμως, οι δυνατότητες τους δεν έχουν αποκαλυφθεί απολύτως. Τα επόμενα χρόνια αναμένεται σημαντική βελτίωση της ήδη αυξημένης αποτελεσματικότητας τους, αλλά και μείωση του κόστους χρήσης τους. Η διάρκεια ζωής τους μέσα στα επόμενα 15 χρόνια αναμένεται να ξεπεράσει τις 50.000 ώρες, που σημαίνει πως με την νέα τεχνολογία θα αρκεί μια αλλαγή αν περίπου 10 χρόνια.
Τα οφέλη του φωτισμού LED ωστόσο δεν σταματούν εδώ. Την ώρα που το 6% της παγκόσμιας εκπομπής διοξειδίου του άνθρακα προέρχεται από τον φωτισμό, οι μοντέρνες λάμπες θα είναι ικανές να την μειώσουν στο μισό. Με λίγα λόγια δηλαδή, οι τρεις Ιάπωνες επιστήμονες ολοκλήρωσαν μια προσπάθεια για την δημιουργία ενός πολύ καλύτερου, από κάθε άποψη, συστήματος φωτισμού. Γιατί όμως η ανακάλυψη του μπλε φωτός ήταν η δυσκολότερη αλλά και η σημαντικότερη από κάθε άλλη;
Ο φωτισμός του 21ου αιώνα - Ο λόγος που το μπλε χρώμα ανακαλύφθηκε τελευταίο
Αν προσπαθούσε κανείς να εξηγήσει την... φύση του φωτός συνοπτικά, θα έλεγε πως προέρχεται από ηλεκτρόνια τα οποία πέφτουν από ένα υψηλό επίπεδο ενέργειας σε ένα χαμηλότερο. Κάθε απόχρωση έχει και την αντίστοιχη ενεργειακή βαθμίδα της. Για παράδειγμα, το κόκκινο φως προέρχεται από την χαμηλότερη ορατή βαθμίδα ενέργειας. Αυτός είναι και ο λόγος που πρώτα ανακαλύφθηκε ο κόκκινος φωτισμός μορφής LED, περίπου το 1960.
Μια δεκαετία αργότερα ακολούθησε η ανακάλυψη του πράσινου LED φωτισμού, που ανήκει σε λίγο μεγαλύτερες ποσότητες ενέργειας. Για να παραχθεί όμως το άσπρο φως, χρειάζεται ο συνδυασμός των δύο αυτών χρωμάτων με το μπλε. Η προσοχή των επιστημόνων στράφηκε στο συγκεκριμένο χρώμα, το ενεργειακά υψηλότερο το οποίο θα ολοκλήρωνε μια επαναστατική μέθοδο φωτισμού. Η υψηλή ενέργεια των ηλεκτρονίων δυσκόλεψε αρκετά την διαδικασία η οποία άργησε να ολοκληρωθεί. Οι πρώτες θετικές ενδείξεις παρουσιάστηκαν το 1992, ενώ λίγα χρόνια αργότερα τα μπλε LED φωτάκια ήταν έτοιμα.
Περίπου είκοσι χρόνια μετά, την ώρα που ο LED φωτισμός είναι έτοιμος να μπει για τα καλά στην καθημερινότητα μας επηρεάζοντας θετικά ολόκληρο τον πλανήτη, οι οι Ιάπωνες Ισάμου Ακασάκι, Χιρόσι Αμάνο και Σούτζι Νακαμούρα δικαιώθηκαν για την τεράστια ανακάλυψη τους, έστω και αν αυτή δεν ήταν τόσο... φανταχτερή όσο οι προηγούμενες τις λίστας.