LED灯泡，从各方面来看，都预示着家居照明的未来。与它们老旧、耗电的白炽灯“表亲”相比，LED灯泡的效率要高上数倍，寿命也要长上几十倍。
但有个问题：目前的LED灯光非常偏蓝。你或者你认识的人之所以会拥有防蓝光眼镜，是有原因的。科学家认为，过度暴露于蓝光会抑制褪黑素，并扰乱指导身体入睡的昼夜节律。
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因此，研究人员正致力于创造更友好的LED灯泡。其中一个研究小组成功地制造出一种可以缓解蓝光问题的化合物。研究人员认为，这项发表在三月份《ACS Applied Materials and Interfaces》杂志上的工作，有一天可以照亮他们所称的“以人为本”的照明。
“如果我们再多花一点力气来创造这款具有‘以人为本’组件的灯泡，”休斯顿大学研究生、该论文的作者之一Shruti Hariyani说，“我们就可以省去购买这些超级昂贵的眼镜的麻烦。”
LED（发光二极管）通常只产生一种颜色的光。为了产生全光谱的白光，LED灯泡依赖于称为荧光粉的化学物质。当特定波长的光激发某种荧光粉时，它会发出另一种颜色的光。大多数LED灯泡依赖于发蓝光的二极管，并配有一套精细调谐的荧光粉，这些荧光粉被蓝光激活后，“转换”成形成白光的光谱。
但这会留下大量的蓝光，随着我们用荧光灯或LED灯泡替换白炽灯，我们对更节能照明的追求正将更多的蓝光投射到一个已经充斥着电视、显示器和智能手机等发出蓝光、扰乱睡眠的设备的世界。
“事实证明，白炽灯就是‘以人为本’的灯光，”休斯顿大学化学家、该论文的另一位作者Jakoah Brgoch说。“我们从未真正从这个角度考虑过它们。”
如果你曾经觉得白炽灯与刺眼、冰冷的LED或荧光灯相比，显得温暖而舒适，那是有充分理由的。尽管白炽灯有各种缺点，但它们——通过加热灯丝使其发光，依赖于与太阳发光相同的物理原理——在模仿自然阳光的光谱方面做得相当好。
为了帮助创造减少蓝光、更接近阳光的LED灯，自2010年代中期以来，一些灯泡一直在尝试用紫光LED替换蓝光核心，并依赖于另一种荧光粉。这对于产生红色等暖色调效果很好，但要产生真正自然的照明，这些灯泡仍然需要产生光谱的另一端。不幸的是，研究人员尚未找到一种有效的荧光粉可以将紫光转化为蓝光——这是一个缺失的环节，可以帮助紫光LED灯泡更好地模仿我们从白炽灯那里获得的全光谱。
“有很多产生蓝光的荧光粉，但与紫光LED配合使用的并不多，”Brgoch说。“我们在近几年的工作中遇到过一些，但没有一个完全符合所有要求。”
特别是，荧光粉需要能够承受灯泡内部约300华氏度（150摄氏度）的温度。而且，至关重要的是，它们需要高效；如果改变颜色时损失了LED灯光的大部分，那将毫无意义。
在 Hariyani 和 Brgoch 寻求将紫光转化为蓝光的过程中，他们转向了一种含有稀土元素铕的荧光粉。Hariyani 预测，当受到紫外光（略低于可见光波长）激发时，该化合物会产生蓝光。但经过测试，事实证明，这种荧光粉在更宽范围的波长下都会被激发，甚至延伸到紫光范围。
“我们可以使用可见光来激发这种荧光粉，这对于发蓝光的材料来说相当罕见，”Hariyani说。“当我看到这一点时，我就知道我们可以将它与紫光LED一起使用。我们可以针对它在‘以人为本’方面的应用。”
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荧光粉并非一项新技术。老式显像管电视从20世纪60年代就开始使用它们了。许多荧光粉都是经过多年研究和改进的、相当成熟的物质。但 Hariyani 说，这种新型荧光粉在研究人员开始对其进行微调以广泛使用之前，就已经可以与行业标准的荧光粉媲美了。“这真的很令人兴奋，”她说。
这种荧光粉的创造者们希望它有一天能用于家庭和办公室照明，但他们对未来的前景持现实态度。在实验室中制造出这种物质是一回事；大规模生产则是另一回事。“一克的东西如何变成一公斤？”Brgoch说。这是一个“巨大的障碍。”
确实，蓝光LED灯泡之所以如此普遍，是因为它们更容易大规模生产。但这不仅仅是冷白蓝光LED灯泡与暖黄紫光LED灯泡之间的较量。因为阳光在一天中会变化，所以在下午，蓝调白光灯泡对我们的昼夜节律来说并不是一个真正的问题。
费城郊区西切斯特大学的物理学家 Brandon Mitchell（未参与该论文研究）认为，灯泡应该反映这一点。“如果外面还是明亮的一天，如果是下午2点，你不需要一个黄色的灯泡，你需要一个白色的灯泡，”他说。“那么如果是晚上7点，你不需要一个白色的灯泡，你需要一个黄色的灯泡。”
市面上已经有变色LED灯泡，但它们很昂贵，而且在它们普及之前还有很长的路要走。Mitchell认为，这正是像这项工作这样的研究的意义所在。“这篇论文解决了理想的暖色LED问题，”他说，“而我们已经有了很好的白色LED。”
