沙烏地阿拉伯阿布都拉國王科技大學（KAUST）與阿卜杜勒阿齊茲國王科技城（KACST）的科學家們合作開發出一種創新的奈米塗層技術，有望顯著提升 LED 路燈的能源效率並減少碳排放。這項發表於《光：科學與應用》（Light: Science & Applications）期刊的研究指出，僅在美國推廣應用，每年便可能減少超過 130 萬公噸的二氧化碳排放。
照明是巨大的能源消耗來源，約占全球總用電量的 20%，並貢獻了近 6% 的溫室氣體排放，而路燈照明也占全球電力需求的 1-3%，對市政單位造成負擔。LED 雖是高效光源，但其運作時約有 75% 的能量會轉化為熱能散失，高溫不僅降低發光效率，更會縮短燈具壽命。因此，有效的熱管理對於提升 LED 性能至關重要。
研究團隊開發的關鍵是一種名為 nanoPE（奈米多孔聚乙烯）的奈米材料。這種材料由常見的聚乙烯製成，透過特殊製程產生僅 30 奈米（約頭髮千分之一細）的孔洞。其獨特之處在於能讓紅外光（主要熱輻射來源）高效率穿透（超過 80%），同時卻能高效率反射可見光（超過 95%）。
為了發揮 nanoPE 的最大效益，研究人員提出將塗有此材料的 LED 路燈「上下顛倒」安裝，如此一來，燈具產生的熱能（紅外光）能順利穿透 nanoPE 向上輻射至天空消散，而向下照明所需的可見光則被有效反射至地面，這與傳統 LED 將熱能困在內部且燈頭朝下的設計截然不同。
實驗結果證實，應用 nanoPE 塗層後，LED 在實驗室環境下溫度降低了 7.8°C，戶外實測也降低了 4.4°C，分別帶來約 5% 和 4% 的效率提升。研究負責人 Qiaoqiang Gan 教授強調，即使是微小的效率提升，在大規模應用下也能對永續發展產生巨大影響。共同作者 Hussam Qasem 博士也認為，此設計顯著改善散熱並維持高照明效率，是永續照明的潛力方案。
（首圖來源：KAUST）
