Honderd keer zuiniger dan de LED: wordt de ‘grafeenlamp’ de nieuwe standaard?

Een lamp die werkt als een beeldbuis is nog energie-efficiënter dan een LED.

Wetenschappers aan de Tohoku Universiteit in Japan beschrijven in Review of Scientific Instruments hoe ze een nieuwe lichtbron ontwierpen. Die werkt als een kleine kathodestraalbuis en bevat hoog-kristallijn enkelwandige koolstofnanobuisjes. Zulke buisjes bestaan uit een opgerolde laag grafeen, een grafietlaag van één koolstofatoom dik.

De nanobuisjes werden vermengd in een organische oplossing gemixt met een grensvlakactieve stof, een zeepachtige stof die de oppervlaktespanning van een vloeistof kan verlagen. Die oplossing brachten de onderzoekers aan op de kathode. Daarna schuurden ze een deel weer weg om de werking te verbeteren. Onder een sterk elektrisch veld zenden de uiteindes van de nanobuisjes elektronen uit die door een vacuüm naar een schermpje reizen. Dat scherm is bedekt met een fosforescent, een stof die oplicht wanneer ze wordt getroffen door elektronenstralen. Het systeem werkt dus zoals de beeldbuis van een ouderwets televisietoestel, alleen is het resultaat een egaal heldere, niet flikkerende lamp.

De uitvinding is zeer energie-efficiënt, claimen de onderzoekers: ze vraagt slechts 0,1 watt, zowat honderd keer minder dan een LED, voorlopig de meest duurzame en energiezuinige lichtbron. Dat komt niet alleen omdat de weerstand van de organische oplossing zeer klein is, maar ook omdat uit de kleine nanobuisjes enkel erg compacte elektronenstralen kunnen ontsnappen. Dat vereist minder stroom en geeft makkelijker te controleren stralen. Koolstofnanobuisjes hebben bovendien nog andere voordelen, zoals mechanische sterkte en chemische stabiliteit.