نسل جدیدی از ال‌ای‌دی‌های نور آبی انسان‌محور ابداع شد

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا از نیواطلس، دانشمندان ال‌ای‌دی‌های «انسان محوری» را طراحی و آزمایش کرده‌اند که بسته به استفاده در روز یا شب، طول موج‌های متفاوتی از نور آبی را ساطع می‌کنند و تأثیر مخرب نور مصنوعی بر ساعت زیستی بدن انسان را کاهش می‌دهند. محققان امیدوارند تولیدکنندگان یافته‌های خود را برای تولید این LED های جدید به کار گیرند.

از آنجایی که ساعت زیستی بدن ما (چرخه شبانه روزی) با چرخه طبیعی روشنایی و تاریکی هماهنگ است، مهم است که از نور استفاده کرده یا به درستی در معرض نور قرار بگیریم؛ اما در جامعه امروزی بسیاری از ما در محیط‌های داخلی در معرض نور مصنوعی و فراوانی قرار داریم که می‌تواند چرخه و ریتم شبانه روزی ما را از بین برده و منجر به اختلال خواب شود.

بیش از هر رنگ دیگری، نور آبی توانایی بدن برای آماده شدن برای خواب را مختل می‌کند؛ زیرا مغز ما را فریب می‌دهد تا فکر کند روز است و تولید هورمون «آرام بخش» ملاتونین را سرکوب می‌کند. سلول‌های گانگلیونی ذاتاً حساس به نور (ipRGCs) در شبکیه چشم به طور خاص به جذب نور آبی با طول موج ۴۸۰ نانومتر حساس هستند، مطالعات قبلی نشان می‌دهد که طول موج‌های ۴۶۰ تا ۵۰۰ نانومتر ریتم شبانه روزی ما را تنظیم می‌کنند.

برای حل اختلالات ریتم بدن ناشی از نور آبی، محققان یک ال‌ای‌دی به اصطلاح «انسان محور» طراحی کردند که برای ارائه نوع مناسب نور آبی در زمان مناسب طی شبانه روز طراحی شده است.

محققان با آگاهی از اینکه دو طول موج متفاوت نور بر ریتم شبانه روزی تأثیر می‌گذارند، دو ال‌ای‌دی ساخته اند: یکی طول موج «روزانه» ۴۸۰ نانومتر و دیگری طول موج «شبانه» ۴۵۰ نانومتر منتشر می‌کند. سپس این دو ال‌ای‌دی در لامپ‌ها ساخته شدند. پژوهشگران در این لامپ‌ها از فسفر استفاده کردند تا مقداری از نور آبی را مانند لامپ‌های معمولی به قرمز و سبز تبدیل کنند.

آن‌ها لامپ‌های ال‌ای‌دی انسان محور (HC-LED) را همراه با لامپ‌های ال‌ای‌دی معمولی (c-LED) در وسایل نصب شده در سقف یک اتاق بدون پنجره مجهز به میز، تردمیل و تخت تعبیه کردند. بیست و دو داوطلب مرد بالغ سالم برای مطالعه انتخاب شدند و به طور تصادفی نور HC-LED یا c-LED (۴۸۰ نانومتر) در اختیار آن‌ها قرار گرفت. همه شرکت کنندگان در معرض هر دو نوع نور و همچنین نور روز/شب قرار گرفتند و به مدت سه روز در اتاق ماندند. در این اتاق‌ها استفاه از دستگاه‌های الکترونیکی مانند گوشی‌های هوشمند و رایانه‌ها مجاز بود؛ اما فیلتر نور آبی برای آن‌ها قرار داده شد.

سطح ملاتونین از طریق نمونه‌های بزاق گرفته شده در ۱۵ نقطه زمانی (و شرایط نوری) طی ۵۰ ساعت، ازجمله بین نیمه شب تا ۳:۰۰ صبح اندازه گیری شد. 

محققان دریافتند با وجود این اختلال در خواب برای گرفتن نمونه‌ها، شرکت‌کنندگان ریتم شبانه روزی مطلوبی را از خود نشان دادند. دانش پژوهان دریافتند در مقایسه با نور c-LED ، قرارگرفتن در معرض HC-LED  سطح ملاتونین شرکت کنندگان را در شب  12.2 درصد افزایش و ملاتونین در روز را  21.9  درصد کاهش می دهد.

محققان امیدوارند تولیدکنندگان لامپ‌های ال‌ای‌دی و نمایشگرهای الکترونیکی بتوانند یافته‌های آنها را برای تولید HC-LED به کار گیرند. اکثر نمایشگرها، از جمله گوشی‌‌های هوشمند، تلویزیون‌ها و نمایشگرهای رایانه‌ای، از حالتی برای مسدود کردن نور آبی در شب (BLAN) پشتیبانی می ‌کنند؛ اما هیچ حالتی وجود ندارد که بتواند به سرعت ملاتونین را با افزایش نور آبی در طول روز سرکوب کند.

دانشمندان می‌گویند: HC-LED، که گفته می شود با کنترل باند طول موج نور که مستقیماً با ملاتونین مرتبط است، ریتم شبانه روزی را بهبود بخشد، یک گزینه مفید برای حفظ یک چرخه شبانه روزی سالم در زندگی مدرن است، جایی که افراد زمان بیشتری را در محیط های بسته می گذرانند. 

نتایج این تحقیقات در نشریه ACS Omega منتشر شده است.