中国智慧:30多年材料科技新突破 把阳光搬进房间

日期:2021-07-13     来源:阿拉丁照明网    
核心提示:随着LED照明产业发展逐渐成熟,灯具外形和结构的创新日益不足,亟需新材料的突破和跨行业的复合技术,来推动照明行业新一轮的增长和升级。
随着LED照明产业发展逐渐成熟,灯具外形和结构的创新日益不足,亟需新材料的突破和跨行业的复合技术,来推动照明行业新一轮的增长和升级。
 
而天空灯的出现,为照明行业又打开了一扇天窗,为灯具对人的心理影响提供一种新的解决方案。从此次阿拉丁新闻中心的问卷调查中可以看出,可以跟蓝天和阳光相媲美的天空灯,引起了越多越多人的期待和关注。但囿于成本和专利壁垒,真正的灯天空灯在中国鲜有应用。
 
30多年材料技术积累 中国天空灯问世
 
在真实自然界中,由于在大气层中存在无数肉眼不可见的微小颗粒,太阳光经过大气层时,短波长的蓝光撞击这些小微粒,发生散射,从而使天空呈现出蓝色。这种现象称为瑞利效应,只有以此原理设计的“天空灯”,才会呈现出非常自然、舒适的照明效果。
 
一直以来,天空灯核心的瑞利效应光学板材被意大利科勒克斯公司在全球独家垄断生产和销售,在材料、光学以及蓝天灯具结构方面形成重重技术壁垒。瑞利光学板材涉及材料、纳米、光学等多个前沿技术,常州丰盛光电依托江苏省光学高分子材料工程技术研发中心,采用其自有专利技术开发出具有自主知识产权的瑞利效应光学板材,具有高透光、强散射的效果,打破了蓝天灯开发的卡脖子难题。
 
 
图1:瑞利效应天空灯
 
“我们希望形成有中国特色、掌握核心技术的天空灯,并且价格亲民,能够大规模量产和普及。”常州丰盛光电科技股份有限公司副总经理葛伟新如是说。
 
成立于1999年的常州丰盛光电,是目前国内光学电子材料领导生产商之一。建立了江苏省光学高分子材料工程技术中心,专门研究光学材料制备技术;跟清华大学和院士工作站进行微细结构的研究;跟中科院开展量子点方面的研究。多年来致力于研发创新,包括:纳米技术、材料复合技术、平面显示器技术、精密模具技术、新能源材料与应用技术等。
 
从2019年开始,常州丰盛光电利用自身30多年积累的核心材料技术进行天空灯的设计开发和应用研究。经过对材料的复配、设备的选型和反复研究,历经三年时间,丰盛首款可以跟蓝天阳光媲美的天空灯问世。
 
原理:“瑞利效应”光学板材+跨行业复合技术
 
据葛伟新先生介绍,丰盛光电此款天空灯与意大利Coelux公司开发的天空灯原理一样,利用了天空的“瑞利效应”,把白光中间的蓝色光谱部分通过板材截留在表面,让蓝光发生散射,形成蓝色;而其他光谱则继续透过板材,发出白光。
 
其中,最核心的关键技术有两点:一是产生瑞利散射的光学板材或者涂层,其中纳米材料的粒径控制才能保证天空灯效果的一致;另外是光源,丰盛天空灯是仿自然光系统的太阳光,由于光源有一定的指向性和强度,所以在灯具的设计过程中,要充分考虑到光源的指向性和强度,还要考虑到光均匀地照射到整个板材表面。这个就涉及到光源的选择、光路的设计、灯具结构的布置等。“这需要跨行业的复合技术,既有材料技术,又有量子点的技术,还有导光板技术在里面。”
 
目前,天空灯有两种技术路线:一个是意大利天空灯,光源放在板材的后面,通过透射方式形成天空灯;另一个是日本三菱电机天空灯,光源放在板材的侧面,通过导光板模式形成天空灯。“我们公司两种模式的材料都已经开发出来了,可以根据不同场景给客户提供不同的天空灯解决方案,在国内具有领先地位。”葛伟新先生讲道。
 
但无论哪种方案,最终给用户呈现的都是“自然”效果,好像真实地置身在外界的天空下。将其安装在室内,相当于安装了一个天窗,把“阳光”搬进房间里。
 
从0到1, 把“阳光”搬进每个人的房间
 
但这个“阳光”有点贵,以意大利天空灯来看,价格在4万-40万不等。
 
“我们的思路是:首先要开发一款低成本天空灯来激活市场,让每个人都消费得起,而不是一直高高在上。”葛伟新先生向阿拉丁新闻中心记者谈到。
 
为了把市场从0到1激活,常州丰盛光电决定大刀阔斧控制成本,推出价格亲民的天空灯,普及市场。据透露,在光亚展期间,丰盛将和合作伙伴一起,在国内第一次大规模集中展示价格区间在几百-三千以内的易安装、模块化、可扩展的天空灯产品。“丰盛科技首先要做的是解决市场上从无到有的问题,激活市场后,然后再通过迭代把天空灯的效果做得更好,应用做的更广。”葛伟新如是说。
 
关于如何降低成本,他坦言,一方面尽可能利用现有的灯具组件来生产天空灯,以降低成本;另一方面,目前生产的天空灯在效果上可能还未达到百分百的效果。“以意大利天空灯来对比,大概在70%-80%的水平,但价格却仅需其十分之一甚至约百分之一,这个市场就上来了。我们是希望能够实现马上替换灯具,不需要工程安装。”
 
除了通过大批量生产以及合理利用已有配套资源,减少前期的开发成本。“我们也在跟一些合作伙伴一起,根据个性化需求,开发面积更大、太阳光效果更好、智能化、超薄的天空灯产品,把市场做起来,要让大家能够感受到科技创新带来的好处。”他还表示,灯具发展是一个迭代过程,我们首先要解决有和没有的问题,把这个市场激活,然后再通过迭代把天空灯的效果做得更好,应用做得更广。
 
结语
 
现代人的新消费理念中更加注重追求绿色、自然和健康,把“阳光”搬进房间里,无疑是每个人的梦想。而天空灯的出现,让这一梦想成为了现实,但是否会成为市场新的宠儿?价格或成最关键因素,期待丰盛光电亲民款天空灯的推出,让更多民众享受到健康、自然和舒适的光环境。 
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