微型LED助力健康新生活

王 輝

陳志忠

根據世界衛生組織統計，全球睡眠障礙率達27%，其中，中國有超3億人有睡眠障礙。如何讓失眠人睡得好，成為社會亟待解決的問題。

研究顯示，從電子設備中發出的藍光，能夠影響人體褪黑素的生成，進而影響人們的睡眠質量。也就是說，被人類忽視的照明系統或將改善人類的睡眠質量。北京大學物理系教授陳志忠常年研究凝聚態物理，在發光器件微型LED燈方面研究頗深，他和團隊正努力研發改善睡眠的日光燈并將其推向市場，以幫助人們提高睡眠質量。

1991年，陳志忠考入南京大學物理系。之后從碩士到博士階段，他一直在物理專業半導體方向深研。回首與物理的結緣歷程，陳志忠笑稱與當時的歷史背景有關：“20世紀80年代末90年代初正處于美蘇爭霸時期，核物理在其中起到的作用不言而喻，所以我就想學核物理，為國效力。”博士畢業后，陳志忠在半導體方向上已初有成果，當時全國只有5所學校有半導體專業，而北京大學是發源地。所以博士畢業后，他選擇到北京大學開展博士后研究工作。

離開北京大學后，陳志忠前往寬禁帶半導體研究中心開始研究微型LED。他解釋說：“人體在睡覺前和睡醒后的一段時間里，會產生褪黑素，但如果有光照，褪黑素就會被抑制住，進而分泌失敗。我們現在研發的照明燈就主要聚焦于去除抑制褪黑素的光成分，希望借此改善睡眠質量。”為實現目標，陳志忠及其團隊和醫療相關部門展開了合作，希望可以仿制自然光，實現改善睡眠的目的。

“地球自轉的時候，地面上的光譜、強度都發生著微弱的變化，這些變化人類很難察覺，但這些連續不斷的變化其實會影響人的作息。時間久了，人的生物鐘和外界的自然光就同步了。但現在無論是在寫字樓還是商場，人們接觸自然光的機會很少，所以生物失調的可能性就會增加。我們研發仿制自然光的人工光源，就可以達到用光調節人體作息的效果。”陳志忠如是詮釋研究的原理及初衷。

值得一提的是，臥室、客廳、走廊、廚房、書桌，人們生活中隨處可見LED的身影，但是，人們很多時候并沒有真地用對光。好在近年來，隨著技術的發展，“照明應以人為本”的理念逐漸成為業界的共識，企業不再只是純粹地關注光效或使用壽命，而是更多地考慮人對光的感覺、光對人的影響，希望能制造出更接近自然光的人造光，這為科學家研發人造光增加了助力，也讓人造光改善人類睡眠變得指日可待。

將光源調試成自然光，這一技術其實并不特別復雜。陳志忠介紹：“自然光是如何調節生物鐘的，這一問題才是研究的難點。”目前他們正通過承擔的一些項目，克服相應的問題，研發相關產品。

事實上，除了睡眠，近視和光線也有關聯。“現在，國家對學生的近視情況十分重視，我們也正和企業一同設計LED產品，以達到減緩近視的效果。”陳志忠說。除了醫用，微型的LED在工業方面也分布甚廣。陳志忠表示，LED目前主要應用在兩方面：一是顯示屏，二是通信。在通信方面，微型LED甚至可以提高寬帶的保密性和電磁敏感程度。

業界對微型LED的要求越多，這意味著，在研發過程中碰到的難題和困難也就越多。對于已經遭遇的挫折和以后即將面臨的未知困難，陳志忠顯得樂觀很多。他說：“挫折和困難任何時候都有，但做科研的人肯定要樂觀，如果老想著科研不成功怎么辦，那肯定不行。”懷抱著積極樂觀的態度，目前，陳志忠正努力產出實用化成果。“未來3到5年，我想先完善技術，然后將成果落地，推向產業應用。”