新型照明灯

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19世纪初，英国一位化学家用2000节电池和两根炭棒，制成世界上第一盏弧光灯。但是由于这种灯产生的光线太强，只能安装在街道或广场上，普通家庭无法使用，因而未能得到推广。1879年10月21日，美国发明家爱迪生通过长期的反复试验，终于点燃了世界上第一盏有实用价值的电灯，从此电灯走进千家万户，照亮了人们的每一个夜晚。

电灯是人造照明光源，然而随着能源的大量开发和利用，现在全人类正面临着资源匮乏、能源稀少的严酷现实，若电力不能可持续发展，那么电灯也将难以继续发光。随着科技的迅速发展，科学家们积极地探索、研发出各种新型的照明灯，为带来新的实际价值的同时，也让我们体会到新奇的乐趣。

时至今日，全球仍有十几亿人不能正常用电，他们大多数在太阳落山后或靠煤油等生物燃料照明，但这样的燃料有害健康，而且还存在火灾隐患。据世界银行估计，由于用煤油照明，发展中国家中，有7.8亿妇女和儿童吸入烟雾，每天烟雾的吸入量相当于抽2包香烟，而60%的成年女性肺癌受害者，本身并不抽烟。烟雾还会造成眼部感染和白内障。燃烧煤油造成更直接的危险。仅在印度，一年就有250万人打翻煤油灯遭重度烧伤。发展中国家中，每年有数千人死于煤油事故，煤油价格很贵，烧煤油常常伴随着沉重的经济负担，单煤油照明一项目，能就花掉一个家庭10%到20%的收入，致使永远陷入勉强糊口的生活状态，而购买照明燃料的费用，成为他们的日常必需支出。

为解决能源不足的问题，提供可持续的照明解决方案，人们发明太阳能照明设备，将太阳辐射能量转化成电能，虽然属于取之不尽用之不竭的能源，但对于许多贫困地区的人们来说，并不划算。太阳能电池板不仅贵，而且只能在阳光灿烂的时候才发电，没有持续性，听天由命。没有阳光时，能源必须储存在昂贵的电池中，而买一个低成本、配有内置可充电电池的太阳能灯，所需支付费用的三分之一，常花在这个电池上，每隔几年还要替换它。

而近日，在伦敦的设计与创新组织Deciwatt，发明一款新型的电灯——重力灯，给贫困地区的人们带来新的希望。一个装满岩石、尘土或沙子等重物的袋子，渐渐拉动一根穿过发电机的绳子，使发电机产生电能，令照明灯发光。据重力灯设计者之一的瑞德福德介绍，该重力灯升起沙袋，拉绳子3秒钟，就可使LED灯泡亮上30分钟。此重力灯可为其他小功率灯泡提供电力，还可为收音机供电，或给电池充电。该设计团队正研究用重力灯技术为其他设备甚至手机提供电力。

目前，Deciwatt组织已经筹集到超过预期目标三倍的资金，最初他们需要5.5万美元，承诺制造1000个重力灯，免费分发给非洲和印度的贫困社区。在呼吁民众资助这个项目近一个月时间，就筹集到183407美元的资金。他们说：“我们进行长期研究的最终目标是，让电力不足的地方用上这种成本非常低的电力网。即使非常边远的地区，也能用得上它。”

在“新手发明者大会”上，来自美国弗吉尼亚州的克雷·毛尔顿发明一款“重力灯”获得了二等奖。该重力灯是由一个高度略大于4英尺（约1.21米）、由丙烯酸材料制作的柱状的灯具，打开灯具，操作者只需将灯上的重物从底端移到顶部，将其放进顶部的凹槽里，重物缓缓下降，带动转子旋转，产生电能，令二极管发光。这种灯具的光通量为600至800流明（相当于一个12瓦日光灯的亮度），能持续亮4小时。其亮度相当于一个12瓦的日光灯，使用寿命可达200年。

海藻灯

韩国延世大学和美国斯坦福大学的科学家，利用光合作用的海藻细胞产生电流。所谓光合作用是植物及其藻类和某些细菌，利用叶绿素在阳光的作用下，把经由气孔进入叶子内部的二氧化碳、水或硫化氢转化为葡萄糖等碳水化合物，同时释放氧气。这过程中关键的参与者就是被称为“细胞发电室”的叶绿体。在叶绿体内水被分解成氧气、质子、电子。阳光渗透进叶绿体，推动电子达到一定的能量水平，蛋白就可以迅速捕获到电子，并且在一系列蛋白的传递过程中，逐步积累电能，直至所有电能量在合成糖类时消耗殆尽。

据此项研究的主导人柳在亨介绍，研究小组使用了专为探测细胞内部结构而设计的特质纳米金电极，将电极轻轻推进海藻细胞膜，让细胞膜封口包裹住，并保证海藻细胞处于存活状态。在电极推入进行光合作用的细胞时，电子能量被阳光激发，并达到最高水平，研究人员对其进行拦截，放置在海藻细胞的叶绿体内的金电极，快速吸出电子，从而生成电流。而且，这一发电过程只会生产质子和氧气，不会释放二氧化碳等其他的副产品。

荷兰设计师Mike Thompson，受这一成果的启发，使用活海藻作为能量来源，设计出清洁、低碳的海藻灯。这些装在玻璃瓶里的海藻只需要水、阳光和二氧化碳便能生存。白天，把它放在阳光照射的地方，呼入二氧化碳，就可以产生能量，然后储存在电池里。待到夜晚，就可以被用来照明。

就目前的研究程度来看，通过海藻发出的电能较微弱，但其聚集电子发电的效率大大超越现有的生物燃料，与太阳能电池的发电效率相当，有望达到100%的能量生成效率。如今，美国科学家投入大量精力，致力于对海藻发电的进一步研究，以助于摆脱严重依赖进口石油的窘迫，同时也帮助解决化石能源短缺和温室气体排放等全球性问题。

树木、土壤灯

如果有人跟你说，把电极插入树木中就获得电力，这似乎就是天方夜谭，但最近，美国麻省理工大学的安迪斯莫申领导的工作小组研究出，在树木自身新陈代谢的作用下，因树木和附近土壤中PH值不同，也能产生电流。

但树木产生的电流太微弱，为了解决这一问题，他们设计了一种电压提升转换器，用来储存树木产生的电流能源，待储备足够的能源后，可以定时释放出1.1V的电压。随着时展，发电、储电等整套装置的电子元件会越来越小，耗能也越来越低，树木产生的电流在不久的将来极有可能被广泛的应用。此外，科学家认为，可以通过这些电子传感器，还可以监测这些树木自身的生理状态和周围的即时环境。

在树木和土壤中，不单可以借助PH值而产生电流，还可以通过转换土壤中的电解质发电，有一款LED灯也是依附于树和土壤发电照明的，这个灯里面安装有“微生物燃料电池”，能够转换土壤中的电解质，成为可用能源供给LED灯，提供持续和几乎永恒的光。维护此灯的照明功能非常简单，即浇灌植物，只要有水就能保持电能的流动。

除了树和土壤，“微生物燃料电池”还可以对被诱捕的苍蝇进行消化，产生电能，为另一款紫外线LED灯照明提供动力。室内电灯关闭时，紫外线LED灯开启，能够诱捕更多的苍蝇，获得更多原料来补充发电，并且发光的同时又能起到杀虫的作用。