“黑夜給了我黑色的眼睛，我卻用它來尋找光明”，為慶祝建系30周年，近日復旦大學光源與照明工程系集中發(fā)布了一系列最新的科研成果。這些成果不僅能關(guān)乎照明的各個方面，更是環(huán)保新技術(shù)，將在未來的十年內(nèi)影響人類的生活方式。

       紫外光LED固化系統(tǒng)：可大幅度降低室內(nèi)裝修空氣污染

隨著人們的環(huán)保意識的提升，室內(nèi)裝修的空氣污染問題廣受詬病。該系張善端副教授及其團隊所研發(fā)的大功率紫外LED光固化系統(tǒng)，圓滿地解決了大功率LED的散熱問題，獲得了極強的紫外光，可在5秒內(nèi)快速固化油漆。與現(xiàn)有的油性油墨、油漆和涂料不同的是，紫外光固化使用的是水性材料，也就不存在揮發(fā)性有機化合物(VOC)的濃度控制問題，從而可以大幅度降低室內(nèi)空氣的污染。

張善端介紹，光固化需要很強的紫外光，燈的功率達到成千上萬瓦。如果使用傳統(tǒng)的氣體放電光源，輻射效率低，燈的溫度高達幾百度，在易燃易爆的氣氛下可能引起安全問題。由于紫外LED是冷光源，就不存在易燃問題，但在功率密度很高的情況下，怎么解決散熱問題，難度很大。他所在的團隊使用了很好的導熱絕緣材料氮化鋁，采用銅板和氮化鋁板的結(jié)構(gòu)，從而解決了大功率帶來的傳熱瓶頸。紫外LED的輸入功率密度可達每平方厘米200瓦以上。形象地說，我們在指甲蓋大小的面積上，封裝了功率200瓦的LED芯片。

張善端還透露：“目前我們已經(jīng)申報了兩項發(fā)明專利，更深入的研究和優(yōu)化也在進行。研發(fā)成果正在產(chǎn)業(yè)化，還將參加今年的工博會。”

值得一提的是，張善端團隊的合作企業(yè)還研發(fā)出一種新型的油漆，可以涂在紙張上面，光固化后的膠層硬度大、韌性好，還防潮、防霉，即便使用硬幣在上面刮也不會留下痕跡。

作為室內(nèi)裝修的重要材料之一的秸稈板由于表面很差，需要經(jīng)過13道上漆工序才能達到應用級別，復雜、耗時又不環(huán)保。但如果使用張善端及其團隊研發(fā)的大功率LED光固化系統(tǒng)，再配合他們的合作伙伴研發(fā)出的新型油漆，只需兩道工序即可：先上一道光固化底漆，再上一道光固化面漆，一塊爛木板就成了一塊好木板。張善端告訴記者，他們的目標就是要把秸稈變成秸稈木材，充分利用資源，保護環(huán)境，幫助解決全國的秸稈焚燒問題。

       自然光與LED混合照明系統(tǒng)：白天零能耗享用健康照明

光明在人類的文明演進中扮演著重要的角色，該系葛愛明副教授領(lǐng)銜的團隊向大自然借光，在自然光與LED應用技術(shù)方面取得了重大進展。該團隊通過模擬實驗證實，在保持室內(nèi)相同光照水平下，使用團隊首創(chuàng)的一體式自然光與LED混合照明系統(tǒng)比使用傳統(tǒng)日光燈照明平均可節(jié)省66.28%的電能，比僅用LED替代日光燈的方案多節(jié)省41.62%以上的電能。白天光-光轉(zhuǎn)換的純自然光以零能耗的特點為室內(nèi)提供了健康舒適的照明，真正實現(xiàn)高效節(jié)能。

該一體式混合照明系統(tǒng)的室內(nèi)照明器被設計為由自然光燈和四盞LED共同組合而成的“小燈”。室外自然光通過收光面板采集，經(jīng)由導光管傳導進入“小燈”中間部分的自然光照明燈具，作為白天室內(nèi)主要光源;圍繞自然光照明器的四周的LED由傳感器控制，隨時根據(jù)導入自然光的變化自動減光或補光。同時，收光面板在白天儲存的太陽能還將為LED提供電能。因此無論是在凌晨還是黃昏，室外天氣是陰天還是晴天，這一照明系統(tǒng)都能夠為室內(nèi)提供24小時全天候的舒適照明。

由復旦大學應用光學課題團隊獨創(chuàng)的自然光照明系統(tǒng)很好地克服了常見的自然光照明系統(tǒng)所存在的體積大、結(jié)構(gòu)復雜、不易安裝、造價高和無法控制亮度等問題。單元為扇形齒狀的收光面板可以組合安裝在屋頂、陽臺等處，將收集到的光束耦合到導光管并傳至室內(nèi)。導光管可以像網(wǎng)線一樣便捷地在室內(nèi)鋪設，在不破壞原有建筑結(jié)構(gòu)的前提下將自然光引進室內(nèi)。

葛愛明認為，該照明系統(tǒng)在白天需要照明的地下商場、停車場及大型會議室等場所具有廣闊的應用前景。復旦大學應用光學課題組團隊將對一體式自然光與LED混合照明系統(tǒng)進行優(yōu)化，以便實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

本次發(fā)布的科研成果還包括先進固態(tài)脈沖電源，脈沖等離子體放電用于廢水、廢氣治理應用，低功耗大功率LED汽車燈，LED不舒適眩光評價模型及其應用，分布式光伏供電與智慧照明技術(shù)，LED在農(nóng)業(yè)、醫(yī)療方面的應用，隧道照明，OLED材料基礎(chǔ)研究以及量子點LED研究。

據(jù)悉，復旦大學的電光源研究工作始于1960年。當時由蔡祖泉教授帶領(lǐng)的電光源研究小組,克服科研設備簡陋、技術(shù)資料缺乏等困難，制成我國第一只高壓汞燈。自1973年起，復旦大學開始培養(yǎng)電光源專業(yè)的學生。隨著我國電光源產(chǎn)業(yè)對人才的迫切需求，1984年經(jīng)國家教育部批準，復旦大學建立了“光源與照明工程系” ，充分發(fā)揮高校的綜合優(yōu)勢，形成教學、研究、開發(fā)、推廣一體化的研究機制，在國內(nèi)外學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界享有盛譽，堪稱國內(nèi)照明界的“黃埔軍校”。