Scienza
Chi ha inventato la lampadina e chi la lampada a Led
Le lampadine sono oggetti normalmente utilizzati al giorno d’oggi. Con il passare del tempo, le lampadine ad incandescenza sono state sostituite dalle lampadine a led. Eppure, nonostante l’uso massiccio, quasi nessuno è a conoscenza di chi ha inventato questi oggetti tanto piccoli e comuni quanto utili e indispensabili. In questo articolo faremo un excursus sulla storia della lampadina e della lampada a Led, non mancando di fornirvi curiosità ed informazioni dettagliati dagli albori fino ai giorni nostri. Una storia più lunga di 50 anni. Iniziamo con la lampadina per poi arrivare alle lampade Led.
Chi ha inventato la lampadina?
Per tutti, l’inventore della lampadina fu Thomas Edison, ma non tutti sanno che la storia della lampadina ad incandescenza è molto più lunga e complessa. I primi prototipi di lampadina non erano del tutto funzionanti come potremmo pensare, nonostante la buona volontà da parte degli scienziati e dei chimici che avevano dato utili intuizioni riguardo il corretto funzionamento di tali strumenti. Le prime lampadine elettriche, infatti, utilizzavano un filamento di carbonio e carta, che diveniva incandescente, per prendere fuoco pochi secondi dopo.
A capire dove fosse l’errore fu Sir Joseph Wilson Swan che migliorò le prime sperimentazioni tramite una geniale intuizione: nel bulbo non doveva esserci combustione totale del filamento e, proprio per questo, occorreva svuotare la lampadina dall’aria interna. Il primo prototipo funzionante venne mostrato nel 1860 a Newcastle. Questo prototipo di lampadina illuminò la dimora dell’inventore della lampadina più somigliante a quella meditata e inventata da Thomas Edison più tardi. Invece, il teatro Savoy di Westminster risulta essere il primo edificio pubblico illuminato da lampadine ad incandescenza. Era il 1881. La lampadina di Swan risultava essere molto efficiente, funzionava molto bene, ma ancora con qualche imperfezione, in quanto il bulbo continuava a prendere fuoco.
E a questo punto, che entrò in scena il grande Thomas Edison. Che cosa fece questo geniaccio? Scopriamolo qui di seguito”
Arriva Thomas Edison
Thomas Edison, grande inventore con alle spalle innumerevoli creazioni, è conosciuto come indiscutibile inventore della lampadina. Infatti è così. Con l’aiuto di alcuni ricercatori sperimentò 1600 filamenti di materiali differenti tra loro, al fine di trovarne uno che potesse resistere senza troppi problemi al flusso di corrente elettrica. Era il 1879 e il suo brevetto era pronto per essere brevettato. Tuttavia, il nostro povero amico non tenne conto di una cosa: Swan, nel frattempo, aveva migliorato le sue lampadine, mettendole in commercio. Questo fece infuriare non poco Edison, che citò il suo rivale in giudizio.
Ad ogni modo, le cose si risolsero nel migliore dei modi: Thomas Edison e Wilson Swan trovarono un punto di incontro e decisero di mettersi insieme in affari fondando la società Edison Swan, conosciuta per essere la prima e più celebre azienda creatrice di lampadine. Ila lvoro venne ulteriormente perfezionato con l’invenzione dei filamenti in tungsteno da parte di William David Coolidge, che rivoluzionò ulteriormente la storia delle lampadine ad incandescenza, che vennero in seguito sostituite da quelle a Led. Adesso iniziamo a parlare di quest’altra straordinaria invenzione.
L’invenzione della lampada Led
I secoli ‘700 e ‘800 sono stati caratterizzati dall’avvento di grandi cervelloni: Alessandro Volta con la pila, James Watt con la macchina a vapore (pilastro della rivoluzione industriale), Guglielmo Marconi con il suo telegrafo senza fili, Antonio Meucci con il telefono. A questi nomi dobbiamo per forza affiancare il grande Thomas Edison con la lampadina incandescente perfezionata. L’invenzione risale al 1878. E le lampade Led? Caratterizzate da un’ottima resa energetica, i Led (Light Emitting Diode, ovvero, diodi ad emissione di luce) sono utensili che si trovano praticamente in ogni abitazione.
Le lampade Led vengono poste in diversi oggetti di uso quotidiano, come elettrodomestici ed altri apparecchi generatori di luce. I Led hanno sostituito totalmente le vecchie lampadine ad incandescenza, che sono rimaste in commercio per più di un secolo. Sempre da Architettura ecosostenibile, veniamo a conoscenza di come la prima lampada a Led fu inventata nel 1962 dallo statunitense Nick Holonyak Jr , in collaborazione con la General Electric. Holonyak, persona dalla grande intelligenza e valido professionista (fu ricercatore e docente all’università dell’Illinois) studiò e sviluppo le potenzialità dei semiconduttori sfruttati dai dispositivi optoelettronici come i Led. All’epoca, gli anni ’60, esistevano solo due tipologie di Led: la versione rossa e, in seguito, verde.
Si coprì come fosse possibile una combinazione di elettroni tramite una variazione della tensione tra lo strato delle lacune (detto anche strato P) e quello degli elettroni (strato N). Elettroni e lacune si combinano insieme emettendo fotoni, la cui frequenza determina il colore della luce. La luce bianca e brillante che al giorno d’oggi illumina le nostre stanze tramite un semplice click dell’interruttore, venne inventata negli anni ’90 del XX secolo dalla collaborazione di tre studiosi giapponesi: Hiroshi Amano, Isamu Akasaki e Shuji Nakamura. Costoro produssero il primo fascio di luce blu dai semiconduttori. Da allora il mondo non sarebbe stato più lo stesso!
Nonostante lo studio, le ricerche, i fallimenti e innumerevoli sforzi da parte degli addetti ai lavori, la creazione del Led blu fu una chimera per diversi decenni. Questo, fino a quando in Giappone si fece il passo avanti definitivo: i diodi verdi e rossi potevano essere, finalmente, impiegati con la luce blu per crearne una di colore bianco. Per rendere realtà il Led a luce blu sono stati impiegati ben 30 anni. Tre decenni all’insegna della ricerca del conduttore più adatto (cristalli di nitri di gallio) per poter liberare la giusta frequenza di fotoni. Questo è bastato per reputare la ricerca di Amano, Nakamura e Akasaki meritevole affinché ricevessero il premio Nobel per la Fisica nel 2014.
Epilogo
Le lampade a Led hanno avuto un impatto eccezionale sulla nostra società. Questo in poco più di 20 anni. Con esse si è inteso un nuovo modo di portare la luce all’interno delle nostre abitazioni, assecondando la svolta “green” della ricerca del campo dell’illuminotecnica e il bisogno di risparmiare sull’energia. Le lampade Led hanno molta più energia rispetto alle loro antenate ad incandescenza e, come se questo non bastasse, hanno una durata maggiore. Una lampada Led fornisce la bellezza di 300 Lumen/Watt contro i soli 16 Lumen/Watt della passate lampadine ad incandescenza.
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