Cientistas pesquisam tecnologia para tornar luzes LED mais brilhantes

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A nova tecnologia TIR desenvolvida pelo Dr. Nguyen Doan Quoc Anh e seus colegas é aplicada a refletores de LED para aumentar a eficiência da iluminação e reduzir os custos operacionais, recebendo o primeiro prêmio na Competição de Iniciativa Científica de 2023.

O projeto foi realizado por uma equipe de pesquisa da Faculdade de Engenharia Elétrica e Eletrônica da Universidade Ton Duc Thang, incluindo o Dr. Nguyen Doan Quoc Anh, o Dr. Tran Dinh Cuong, o Dr. Ho Dang Sang e Phan Thi Minh Man.

A nova tecnologia de lentes TIR consiste em uma lente de reflexão interna total (também conhecida como refletor) acoplada à lâmpada LED para ajudar a direcionar toda a luz emitida para a frente e distribuí-la de forma mais uniforme. A nova tecnologia de lentes TIR ajuda a reduzir custos, aumentar a eficiência e a uniformidade da emissão de luz, melhorando assim a qualidade e a aplicação das lâmpadas LED. A equipe de pesquisa também otimizou a tecnologia para que possa ser aplicada a diversos produtos LED, utilizados nas áreas de iluminação civil, industrial, agrícola e pesqueira.

O Dr. Quoc Anh, representante da equipe de pesquisa, compartilhou que a solução de lentes TIR é amplamente utilizada em muitas luminárias LED comerciais, pois permite ajustar o feixe de luz incidente com um ângulo mais amplo do que os refletores tradicionais ou outros tipos de lentes. No entanto, as lentes TIR frequentemente não alcançam reflexão interna total, portanto, um anel de retenção branco é necessário para reter o feixe emitido e focá-lo para frente, garantindo a eficiência. "O anel de retenção branco pode atingir 95,85% de eficiência, mas o custo é alto", disse ele.

Um exemplo de luz LED usando a nova lente TIR. Foto: Equipe de pesquisa. — Um exemplo de luz LED usando a nova lente TIR. Foto: *Equipe de pesquisa.*

Com o objetivo de aprimorar a qualidade e a aplicação das luzes LED, o grupo de cientistas pesquisou e desenvolveu uma nova tecnologia de lentes TIR que dispensa o uso de um anel de retenção branco (ajudando a reduzir o custo do produto em 30%). Em particular, ela atinge uma eficiência luminosa de mais de 95%, com um aumento de iluminação uniforme maior do que as luzes LED comerciais atuais.

O Dr. Quoc Anh afirmou que a equipe de pesquisa teve a ideia em 2014, realizou mudanças na distribuição de luz e pesquisou as mudanças de cor para encontrar maneiras de aumentar a eficiência luminosa e economizar custos. Em 2016, os cientistas simularam cálculos em software óptico especializado e, em seguida, projetaram e fabricaram o modelo. Após mais de 3 anos, a nova lente TIR nasceu, incluindo o design do colimador multissegmentar (MSOC) e da superfície óptica multiestruturada (MSOS), para ajustar o ângulo de emissão dos raios incidentes e refletir toda a luz incidente para aumentar a uniformidade da emissão de luz. Isso significa que a nova lente pode redistribuir a radiação de luz azul e a radiação de luz amarela, melhorando assim a qualidade da cor da luz branca.

Para implementar a aplicação, o grupo utilizou equipamentos de medição para pesquisa, mediu, comparou os resultados com os da amostra e calibrou. Resultados experimentais comparando a uniformidade da distribuição de luz mostraram que o índice de uniformidade luminosa com a nova lente TIR foi superior em 122,4% à lente 1 e em 495,3% à lente II em uma superfície iluminada de 500 mm². Esse sucesso ajudou a pesquisa com a nova lente TIR a receber uma patente do USPTO (EUA) em 2022.

Após um longo processo de design, fabricação de protótipos e patenteamento, o Dr. Quoc Anh e seus colegas esperam que o produto seja comercializado no mercado. "A nova tecnologia de lentes TIR é simples de usar, fácil de implementar e pode ser amplamente aplicada, trazendo valor econômico para a sociedade e a comunidade", disse ele.

Compartilhando com o VnExpress , o Dr. Trinh Xuan Thang, vice-diretor do Centro de Pesquisa e Desenvolvimento de Parques de Alta Tecnologia do Parque de Alta Tecnologia da Cidade de Ho Chi Minh, avaliou o produto do Dr. Quoc Anh e seus colegas como uma nova tecnologia com ideias únicas.

Segundo o Sr. Thang, um dos principais problemas ao utilizar LEDs brancos é alcançar alta uniformidade. Além disso, a eficiência energética dos LEDs também é uma das principais preocupações de fabricantes e usuários. A tecnologia de lentes TIR tem contribuído para o uso de LEDs em iluminação com fontes de luz de maior qualidade (alcançando maior uniformidade da cor da luz LED) e alta eficiência energética, comparável às tecnologias líderes mundiais da atualidade.

"O grupo de autores apresentou ideias e tecnologias que resolvem grandes problemas no uso de LEDs, então a possibilidade de comercialização é muito viável", disse o Dr. Thang.

O Dr. Nguyen Doan Quoc Anh (centro) recebeu o primeiro prêmio no Concurso de Inovação Científica de 2023 com uma nova solução de lente TIR para LEDs de alta potência. Foto: Giang Huy — O Dr. Nguyen Doan Quoc Anh (centro) recebeu o primeiro prêmio no Concurso de Inovação Científica de 2023 com uma nova solução de lente TIR para LEDs de alta potência. Foto: *Giang Huy*

O projeto do Dr. Nguyen Doan Quoc Anh foi muito elogiado pelo júri, com uma boa ideia e um processo de pesquisa metódico e detalhado. Segundo os cientistas, a comercialização é totalmente viável se os padrões industriais forem atendidos. O produto recebeu o primeiro prêmio, no valor de 70 milhões de VND, na Competição de Iniciativas Científicas de 2023.