Светодиодные источники света, которые являются будущим осветительных систем, и так имеют достаточно высокую эффективность, но в их конструкции нет абсолютно ничего, что бы было почерпнуто из природы. Но тщательное изучение с помощью растрового электронного микроскопа поверхности тел некоторых насекомых-светлячков привело к созданию новой конструкции светодиода, имеющего гораздо большую эффективность, нежели обычный светодиод. В двух статьях, изданных в последнем выпуске журнала "Optics Express", описано изучение структур на поверхности тела светлячков, напоминающих черепичное покрытие крыши зданий, и эксперимент, в котором размещение подобной "наночерепицы" на поверхности светодиода позволило увеличить его эффективность на 55 процентов.

"Мы назвали обнаруженные на теле светлячков чешуйчатые структуры черепицей совершенно не случайно" - рассказывает Анник Бэй (Annick Bay), один из исследователей, - "Эти чешуйки выступают вверх и имеют наклон, точно ряды черепицы, аккуратно уложенные на крышу". Анник Бэй, студент-выпускник из университета Намюра (University of Namur) в Бельгии, работая совместно с другими исследователями из Франции и Канада, нанесли с помощью лазера "чешуйчатое покрытие" на поверхность кристалла полупроводникового светодиода.



Благодаря выступающим и наклонным чешуйкам, часть света, излучаемого светодиодом, отражается в обратном направлении. Но неровности на поверхности самого кристалла вызывают появление дифракции света, что является ключом к увеличению эффективности светодиода. Угол, под которым наклонены чешуйки покрытия светлячка, размером 10 на 3 микрона, наряду с рядами параллельных более мелких чешуек, позволяет эффективно дифрагировать желто-зеленую часть спектра видимого света, увеличивая светоотдачу на 45 процентов по сравнению со светоотдачей обычной плоской поверхности.

Для того, чтобы сделать копии натуральных структур на поверхности светлячков исследователи использовали лазер, которым были сформированы ряды наклонных структур на поверхности светодиода из нитрида галлия. Но исследователи не просто повторили сделанное природой, они немного изменили углы наклона и размеры искусственных чешуек для того, что бы эффект дифракции охватывал более широкую часть спектра. Такая уловка позволила исследователям добиться еще большей эффективности излучении света, чем это получилось у природы.

Анник Бэй и другие исследователи считают, что не придется долго ждать того момента, когда результаты их исследований будут воплощены в виде новых чрезвычайно экономных светодиодных источников света, ведь идеи энергоэффективности и энергосбережения за последнее время получают все более и более широкое распространение.