Наиболее безопасным для организма человека заменителем естественного света считаются свечи, спектр излучения которых похож на солнце на закате или восходе и поэтому весьма физиологичен. Сотрудники совместной лаборатории Южно-Уральского государственного университета и Института органической химии (ИОХ) РАН создали инновационные светодиоды, аналогичные характеристикам пламени свечи. Как пояснил «Известиям» руководитель работ, завлабораторией полисераазотистых гетероциклов Института органического синтеза РАН профессор ЮУрГУ Олег Ракитин, новые светодиодные устройства не только полностью безопасны для физиологии человека, но и способны уменьшать риск возникновения депрессии.
— В настоящее время лампы накаливания с их непрерывным спектром из-за низкой экономичности и короткого срока службы повсеместно вытесняются светодиодными и газоразрядными источниками, однако их излучение сильно обогащено длинами волн в синем диапазоне, что представляет угрозу для человеческого глаза и может вызывать физиологические нарушения в организме, — рассказал Олег Ракитин.
Спектр состава свечения современных светодиодных источников, которые широко представлены на рынке, резко отличается от излучения пламени, лампы накаливания или солнца. Они хотя и могут обеспечивать визуально теплый желтый оттенок света, на самом деле представляют собой комбинацию синего и ультрафиолетового излучения, испускаемого полупроводниковым кристаллом, и желто-оранжевого свечения нанесенного на него специального люминофора. Как утверждают разработчики, новый источник благодаря инновационной конструкции, когда теплый свет испускается самим кристаллом, практически не имеет вредного излучения в синей области спектра, а его цветовые характеристики подобны параметрам пламени обычных свечей.
По словам ученых, известная проблема, вызываемая синим излучением, — заметное уменьшение концентрации мелатонина в организме человека. Это гормон, регулирующий циклы сна и бодрствования, его выделение предшествует засыпанию.
— Доказано, что поддержание оптимального уровня мелатонина способно предупреждать и даже лечить некоторые виды рака — молочной железы, простаты, толстой кишки, — отметил Олег Ракитин. — Риск таких заболеваний сильно увеличивается с возрастом, а нарушение циркадных ритмов может привести к разбалансировке правильного обмена веществ в целом.
Не следует недооценивать и психофизиологическое влияние света от источников с несбалансированным спектром — исследования показывают, что такой свет может провоцировать раздражительность и даже вызывать депрессивные состояния. А многочисленные работы, посвященные влиянию экранов компьютеров и смартфонов, в которых также используются светодиоды, даже показывают, что они могут ускорить старение и вызывать болезни мозга.
Сконструированные светодиоды не обладают вредным излучением благодаря применению оригинальных органических красителей, которые ранее никогда не использовались для создания таких приборов. Одни были синтезированы учеными специально под проект. Важно, что в разработанном составе нет редких благородных металлов, таких как иридий и платина (основы современных промышленных люминофоров для светодиодных устройств), которые дороги и труднодоступны.
В то же время новый диод гораздо более энергоэффективен, чем лампы накаливания, а его яркостные характеристики лучше. В среднем светодиодная панель из новых материалов размером 10х10 см в оптимальных условиях обеспечивает такой же уровень освещенности, как 10–12 обычных свечей, при этом ее яркость будет в 4–5 раз больше, чем стандартного компьютерного монитора.
Как поясняют разработчики, устройства можно использовать в качестве источников света для офисных или других бытовых помещений, элементов светового дизайна различных общественных пространств и для многих других целей, но особенно полезным будет их применение как домашних ламп для облегчения засыпания и создания комфортного мягкого освещения. Относительно простая технология изготовления диодов и недорогие исходные материалы позволят в будущем создавать источники света в виде плоских панелей с регулируемой яркостью свечения.
Российские ученые совершили настоящий прорыв, считает завкафедрой моделирования физических процессов и систем ТюмГУ Родион Ганопольский.
— Есть два больших плюса. Первый — это спектр излучаемого света, который соответствует дневному. Второй — это дешевизна производства. Светодиодные лампы сейчас самые энергоэффективные, но они пока очень дороги, — отметил ученый.
Завкафедрой общей врачебной практики медицинского института РУДН (вуза — участника проекта «5-100») Николай Стуров полагает, что применение новых светодиодов может быть полезно для здоровья.
— Солнечное световое излучение в приемлемых дозах обладает общеукрепляющими свойствами, говорим мы о солнце как таковом или о каких-то специально выделенных компонентах этого излучения. Даже солярий изначально был предложен как физиотерапевтическая процедура. Наши западные коллеги вполне легально прописывают отдых на солнце и море как важнейший компонент лечения депрессивных состояний. Свет обладает и психотерапевтическими свойствами, — пояснил он.
Однако, как подчеркивает специалист, хроническая и острая депрессия — результат глубинного сбоя в определенных структурах головного мозга. В некоторых случаях никакие лампы не помогут — необходимо лечиться соответствующими препаратами, восполняющими дефицит этих нейромедиаторов. Они, в свою очередь, отпускаются в аптеках только по рецепту врача.
Работы по созданию новых светодиодов выполнены при поддержке Российского научного фонда (РНФ) в кооперации с учеными из Физического института им. П.Н. Лебедева РАН и Российского химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева.
