सऊदी अरब में किंग अब्दुल्ला विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय (कौस्ट) और किंग अब्दुलअजीज विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी शहर (केएसीएसटी) के वैज्ञानिकों ने एक नवीन नैनो-कोटिंग प्रौद्योगिकी विकसित की है, जो एलईडी स्ट्रीट लाइटों की ऊर्जा दक्षता में उल्लेखनीय सुधार ला सकती है और कार्बन उत्सर्जन को कम कर सकती है, जो प्रकाश उद्योग के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।
लाइट: साइंस एंड एप्लीकेशन नामक पत्रिका में प्रकाशित अध्ययन से पता चलता है कि यदि इसे अकेले संयुक्त राज्य अमेरिका में लागू किया जाए, तो इससे प्रति वर्ष 1.3 मिलियन टन से अधिक कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन में कमी आ सकती है, जिसका वैश्विक प्रकाश ऊर्जा खपत में सुधार पर सकारात्मक प्रभाव पड़ेगा।
प्रकाश व्यवस्था ऊर्जा खपत का एक बड़ा स्रोत है, जो दुनिया की कुल बिजली खपत का लगभग 20% और ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन का लगभग 6% है। स्ट्रीट लाइटिंग भी वैश्विक बिजली मांग का 1-3% हिस्सा है, जिससे नगरपालिका इकाइयों पर बोझ पड़ता है। हालाँकि एलईडी कुशल प्रकाश स्रोत हैं, लेकिन काम करते समय लगभग 75% ऊर्जा ऊष्मा ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है, जिसका प्रकाश व्यवस्था के प्रभाव और लैंप के जीवनकाल पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है। उच्च तापमान न केवल प्रकाश व्यवस्था की दक्षता को कम करता है, बल्कि लैंप के जीवनकाल को भी छोटा कर देता है। इसलिए, एलईडी प्रकाश व्यवस्था के प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए प्रभावी तापीय प्रबंधन अत्यंत महत्वपूर्ण है।
शोध दल के विकास की कुंजी नैनोपीई (नैनोपोरस पॉलीएथिलीन) नामक एक नैनोमटेरियल है। यह पदार्थ साधारण पॉलीएथिलीन से बना है, और इसमें केवल 30 नैनोमीटर (लगभग एक बाल का हज़ारवाँ हिस्सा) के छेद बनाने के लिए एक विशेष प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है। इसकी विशिष्टता यह है कि यह अवरक्त प्रकाश (ऊष्मीय विकिरण का मुख्य स्रोत) को कुशलतापूर्वक (80% से अधिक) प्रवेश करने देता है, जबकि दृश्य प्रकाश को कुशलतापूर्वक (95% से अधिक) परावर्तित करता है, जिससे (प्रकाश) प्रभाव को अनुकूलित करना संभव हो जाता है।
नैनोपीई की प्रभावशीलता को अधिकतम करने के लिए, शोधकर्ताओं ने इस पदार्थ से लेपित एलईडी स्ट्रीट लाइटों को उल्टा लगाने का प्रस्ताव रखा। इस प्रकार, लैंप द्वारा उत्पन्न ऊष्मा ऊर्जा (अवरक्त प्रकाश) नैनोपीई में आसानी से प्रवेश कर सकती है और ऊपर आकाश में विकीर्ण होकर बिखर सकती है, जबकि नीचे की ओर (प्रकाश) के लिए आवश्यक दृश्य प्रकाश प्रभावी रूप से ज़मीन पर परावर्तित हो जाता है। यह पारंपरिक एलईडी के डिज़ाइन से बिल्कुल अलग है, जो ऊष्मा ऊर्जा को अंदर ही रोक लेते हैं और लैंप का सिर नीचे की ओर होता है, और यह (प्रकाश) तकनीक में एक अभिनव सफलता है।
प्रायोगिक परिणामों ने पुष्टि की कि नैनो-पॉलीइथिलीन कोटिंग लगाने के बाद, प्रयोगशाला स्थितियों में एलईडी का तापमान 7.8°C और बाहरी मापों में 4.4°C कम हो गया, और (प्रकाश) दक्षता क्रमशः लगभग 5% और 4% बढ़ गई। अध्ययन के प्रमुख, प्रोफेसर किआओ कियांग ने इस बात पर ज़ोर दिया कि (प्रकाश) दक्षता में एक छोटा सा सुधार भी बड़े पैमाने पर लागू होने पर सतत विकास पर बहुत बड़ा प्रभाव डाल सकता है। सह-लेखक डॉ. हुसाम कासिम का भी मानना है कि यह डिज़ाइन उच्च (प्रकाश) दक्षता बनाए रखते हुए ऊष्मा अपव्यय में उल्लेखनीय सुधार करता है, और यह सतत (प्रकाश) के लिए एक संभावित समाधान है, जिसका भविष्य में (प्रकाश) क्षेत्र में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने की उम्मीद है।
