灯泡是火和蜡烛的一个大升级。在非洲，每年都有非正规定居点的房屋因为用于取暖和照明的火而被烧毁。因此，带灯丝的电灯泡给家庭和工作带来了一场革命。

然而，所有这些选择都太热了，不能大意。它们还散发出大量热量，并以玫瑰色的色调照亮周围的一切。换句话说，对浪漫和气氛有好处，但对低照明费用没有好处。

然后荧光照明出现了，使用的能源要少得多。这些灯很脆弱，容易闪烁，而且含有有毒的汞蒸气。

在家有火灾的危险

如今，发光二极管（LED）灯泡可供中产阶级家庭使用，这种灯泡将照明费用减少到其他选择所需费用的一小部分，它们的寿命也长很多倍。一个LED灯泡可以是舒适的 "暖白 "光，也可以是办公室的 "冷白 "光。LED灯泡不会发热，也不容易损坏。它们的光线可以集中，所以很容易只照亮需要的地方。

目前的LED灯泡是那些有财力不断更换灯泡，并支付不断上涨的电费的人的理想选择。在停电或野营期间，LED在电池供电的灯笼中也能发挥良好的作用。

这仍然使全球大量的家庭和企业容易受到照明不足的影响，或者冒着火灾的风险在家里烧蜡烛看自己做的菜，或者学习。

但是，如果LED灯泡的成本只是一小部分，而且使用寿命更长，那么更多的人就可以获得安全的照明了。

强度加倍

Odireleng Martin Ntwaeaborwa教授说："我们正在努力使LED中的发光材料更亮，持续时间更长。”他是约翰内斯堡大学（UJ）物理系的。

这种材料必须具有化学稳定性，以制成一个持久的设备。它不应该随着时间的推移而大量降解。它的寿命应该至少是目前材料的两倍，并且是高度节能的，它需要超越目前市场上的产品。

在《发光杂志》上发表的一篇文章中，Ntwaeaborwa和其他人展示了将一种普通的化合物添加到安全的发光材料中可以创造出更明亮的光线。他们在掺有稀土铈的氧化锌中加入了硫酸盐。在基于实验室的研究中，他们用激光照射该化合物以使其发光。

当我们在掺杂铈的氧化锌中加入硫酸盐时，发出的光的强度会增加一倍。如果这种材料将来被用于电子设备中，那些设备的寿命也会更长。

更好的光线的物理学

全世界都在研究氧化锌，因为它已经被用于许多电子设备，他为获得博士学位进行了实验室实验。

掺有铈的氧化锌所发出的光的强度很低。加入硫酸盐后，强度会增加。换句话说，在同样的激光激发下，该材料发出的光更亮，硫酸盐有助于化合物更好地吸收来自激光的初级激发，并将这种激发转移到化合物中的光中心。

搜索中的色彩优势

研究中的发光材料还不能像工业中使用的材料那样 "闪闪发光"。与商业LED灯泡相比，这项研究中的发光材料离达到相同的光强度和耐用性还有一段距离。添加了硫酸盐的强度大约是商业使用材料的一半。

然而，该材料是未来用于商业LED照明应用的一个有希望的候选材料。

红绿蓝大满贯

掺杂铈的氧化锌是一个如此有吸引力的候选材料，因为当激光照射到它时，会发生一个非常不寻常的事情。

该材料可以发出不同颜色的光，这取决于用于获得光发射的激励，用一种能量源，材料可以被 "激发 "出红色或蓝色或绿色的光。它是寻找廉价LED照明的唯一最重要的特性。

当我们添加硫酸盐时，我们从材料中得到的红、蓝、绿光的强度，使用相同的激光器进行激发，会增加一倍。

三合为一，削减成本

更为罕见的是，掺杂铈的氧化锌在LED领域可以完成相当于 "大满贯 "的任务。这种材料可以发出白光，使用相同的激光源让它发出红、绿或蓝光。这使它成为寻找下一个伟大的LED的候选者，值得关注。

在这项研究中，将硫酸盐添加到掺杂铈的氧化锌中，也会使发射的白光强度增加一倍。

LED灯泡很昂贵，因为我们需要在一个灯泡中使用三个LED来获得白光。我们需要一个红色、一个绿色和一个蓝色。这三个同时发光的结果就是白光。这意味着一个更复杂的灯泡设计，使用更多的材料。

如果只用一个制造白光的LED，那制造起来就会更有成本效益，LED灯泡也会便宜很多。

在实验室里不发生火灾

莱茨瓦洛说，在实验室里测试发光材料可能会导致不愉快的意外，。

如果你还不知道一种化合物的基本属性，以及它对激光或电的反应，它可能会发热，甚至爆炸。因此，在探索新材料时，你必须采取预防措施。一旦理解了基础科学，将研究推进到技术阶段就变得可行了。

氧化锌和硫酸盐都不会熔化，或着火，或随着时间的推移降解很多。它们也不容易破碎。两者都很容易在实验室中制备，安全、无毒，而且使用起来很经济。它们对环境友好，不太可能在储存、制造过程中或在垃圾填埋场产生问题。

下一步是直接测量发出的光的亮度，并提高亮度，使其超过目前用于LED灯泡的材料的亮度。

当在灯泡中使用单个LED的白光时，LED的亮度至少要比现在使用的LED高出一倍。幸运的是，物理学告诉我们，更亮的材料也会持续更长时间。