Bei Natur abgeschaut

Glühwürmchen verbessern LED-Lichtausbeute

(Bild: thinkstockphotos.de)

Ein internationales Forschungsteam rund um die Belgierin Annick Bay ist bei Untersuchungen an Glühwürmchen auf eine Methode gestoßen, mit der sich die Lichtausbeute bei Leuchtdioden um bis zu 55 Prozent steigern lassen soll. Das Geheimnis liegt in der Struktur des Leuchtorgans der Krabbeltiere: Beschichtet man LEDs mit einer ähnlichen Oberfläche, wie sie auf dem Hinterleib eines Glühwürmchens vorzufinden ist, so erhöht dies die Lichtausbeute ganz erheblich.

Es ist die zerklüftete, scharfkantige Struktur an der Außenseite des Leuchtorgans des panamaischen Glühwürmchens, die den Unterschied macht, berichtet das Technikmagazin "Technology Review". Bei LEDs steht man vor dem grundsätzlichen Problem, dass ein nicht zu unterschätzender Teil des Lichts in das Innere der Leuchtdiode zurück reflektiert wird, worunter der Wirkungsgrad der LEDs leidet. Ähnliches gelte für das Licht, das Glühwürmchen mithilfe ihres Hinterleibs produzieren - wenn die Tiere nicht längst eine Lösung für das Problem parat hätten.

Spezielle Struktur lässt mehr Licht nach außen dringen
Die Struktur des Hinterleibs sorgt nämlich dafür, dass das Licht nicht nach innen reflektiert wird, sondern nach außen tritt. Beschichte man handelsübliche LEDs mit einem Material, das eine ähnliche Struktur aufweist, so erhöhe dies die Leuchtkraft um bis zu 55 Prozent, behaupten die Autoren der Studie.

Auf Basis dieser Erkenntnis könnten nun Leuchtdioden produziert werden, die bei geringerem Energieverbrauch gleich viel Licht liefern wie eine konventionelle Leuchtdiode ohne Beschichtung. Alternativ könnte man mit der Beschichtung die Leuchtkraft von LEDs bei gleichbleibendem Stromverbrauch steigern.

LED-Forscher holen sich Anregungen bei Mutter Natur
Leuchtende Tiere sind für die Optimierung von LEDs interessante Studienobjekte. Auch koreanische Forscher haben dem Magazin zufolge bereits Leuchtkäfer erforscht und sind dabei auf eine Art Antireflexionsschicht am Leuchtorgan des Tieres gestoßen. Auch dieses Material wurde imitiert und auf Leuchtdioden aufgebracht, allerdings erhöht diese Variante die Lichtausbeute offenbar nur um drei Prozent.

Die vielversprechendere Methode zur Effizienzsteigerung von LEDs ist demnach die Beschichtung, die das Team um Bay entdeckt hat. "Der Vorteil unserer Technik ist, dass damit quasi jede kommerziell erhältliche LED beschichtet werden kann", sagt Bay. So lasse sich eine entsprechende Beschichtung sogar nachträglich auf bereits im Handel erhältliche Leuchtdioden anbringen, schreibt das Magazin.

Leuchtdioden gelten als vielversprechende Beleuchtungstechnologie der Zukunft. Sie sind schon jetzt sparsamer als normale Energiesparlampen, überzeugen durch eine längere Lebensdauer und liefern im Gegensatz zur Sparlampe sofort nach dem Einschalten die volle Lichtausbeute. Allerdings sind entsprechende LED-Birnen noch recht teuer.