新型照明燈

19世紀初，英國一位化學家用2000節電池和兩根炭棒，制成世界上第一盞弧光燈。但是由于這種燈產生的光線太強，只能安裝在街道或廣場上，普通家庭無法使用，因而未能得到推廣。1879年10月21日，美國發明家愛迪生通過長期的反復試驗，終于點燃了世界上第一盞有實用價值的電燈，從此電燈走進千家萬戶，照亮了人們的每一個夜晚。

電燈是人造照明光源，然而隨著能源的大量開發和利用，現在全人類正面臨著資源匱乏、能源稀少的嚴酷現實，若電力不能可持續發展，那么電燈也將難以繼續發光。隨著科技的迅速發展，科學家們積極地探索、研發出各種新型的照明燈，為帶來新的實際價值的同時，也讓我們體會到新奇的樂趣。

時至今日，全球仍有十幾億人不能正常用電，他們大多數在太陽落山后或靠煤油等生物燃料照明，但這樣的燃料有害健康，而且還存在火災隱患。據世界銀行估計，由于用煤油照明，發展中國家中，有7.8億婦女和兒童吸入煙霧，每天煙霧的吸入量相當于抽2包香煙，而60%的成年女性肺癌受害者，本身并不抽煙。煙霧還會造成眼部感染和白內障。燃燒煤油造成更直接的危險。僅在印度，一年就有250萬人打翻煤油燈遭重度燒傷。發展中國家中，每年有數千人死于煤油事故，煤油價格很貴，燒煤油常常伴隨著沉重的經濟負擔，單煤油照明一項目，能就花掉一個家庭10%到20%的收入，致使永遠陷入勉強糊口的生活狀態，而購買照明燃料的費用，成為他們的日常必需支出。

為解決能源不足的問題，提供可持續的照明解決方案，人們發明太陽能照明設備，將太陽輻射能量轉化成電能，雖然屬于取之不盡用之不竭的能源，但對于許多貧困地區的人們來說，并不劃算。太陽能電池板不僅貴，而且只能在陽光燦爛的時候才發電，沒有持續性，聽天由命。沒有陽光時，能源必須儲存在昂貴的電池中，而買一個低成本、配有內置可充電電池的太陽能燈，所需支付費用的三分之一，常花在這個電池上，每隔幾年還要替換它。

而近日，在倫敦的設計與創新組織Deciwatt，發明一款新型的電燈——重力燈，給貧困地區的人們帶來新的希望。一個裝滿巖石、塵土或沙子等重物的袋子，漸漸拉動一根穿過發電機的繩子，使發電機產生電能，令照明燈發光。據重力燈設計者之一的瑞德福德介紹，該重力燈升起沙袋，拉繩子3秒鐘，就可使LED燈泡亮上30分鐘。此重力燈可為其他小功率燈泡提供電力，還可為收音機供電，或給電池充電。該設計團隊正研究用重力燈技術為其他設備甚至手機提供電力。

目前，Deciwatt組織已經籌集到超過預期目標三倍的資金，最初他們需要5.5萬美元，承諾制造1000個重力燈，免費分發給非洲和印度的貧困社區。在呼吁民眾資助這個項目近一個月時間，就籌集到183407美元的資金。他們說：“我們進行長期研究的最終目標是，讓電力不足的地方用上這種成本非常低的電力網。即使非常邊遠的地區，也能用得上它。”

在“新手發明者大會”上，來自美國弗吉尼亞州的克雷·毛爾頓發明一款“重力燈”獲得了二等獎。該重力燈是由一個高度略大于4英尺（約1.21米）、由丙烯酸材料制作的柱狀的燈具，打開燈具，操作者只需將燈上的重物從底端移到頂部，將其放進頂部的凹槽里，重物緩緩下降，帶動轉子旋轉，產生電能，令二極管發光。這種燈具的光通量為600至800流明（相當于一個12瓦日光燈的亮度），能持續亮4小時。其亮度相當于一個12瓦的日光燈，使用壽命可達200年。

海藻燈

韓國延世大學和美國斯坦福大學的科學家，利用光合作用的海藻細胞產生電流。所謂光合作用是植物及其藻類和某些細菌，利用葉綠素在陽光的作用下，把經由氣孔進入葉子內部的二氧化碳、水或硫化氫轉化為葡萄糖等碳水化合物，同時釋放氧氣。這過程中關鍵的參與者就是被稱為“細胞發電室”的葉綠體。在葉綠體內水被分解成氧氣、質子、電子。陽光滲透進葉綠體，推動電子達到一定的能量水平，蛋白就可以迅速捕獲到電子，并且在一系列蛋白的傳遞過程中，逐步積累電能，直至所有電能量在合成糖類時消耗殆盡。

據此項研究的主導人柳在亨介紹，研究小組使用了專為探測細胞內部結構而設計的特質納米金電極，將電極輕輕推進海藻細胞膜，讓細胞膜封口包裹住，并保證海藻細胞處于存活狀態。在電極推入進行光合作用的細胞時，電子能量被陽光激發，并達到最高水平，研究人員對其進行攔截，放置在海藻細胞的葉綠體內的金電極，快速吸出電子，從而生成電流。而且，這一發電過程只會生產質子和氧氣，不會釋放二氧化碳等其他的副產品。

荷蘭設計師Mike Thompson，受這一成果的啟發，使用活海藻作為能量來源，設計出清潔、低碳的海藻燈。這些裝在玻璃瓶里的海藻只需要水、陽光和二氧化碳便能生存。白天，把它放在陽光照射的地方，呼入二氧化碳，就可以產生能量，然后儲存在電池里。待到夜晚，就可以被用來照明。

就目前的研究程度來看，通過海藻發出的電能較微弱，但其聚集電子發電的效率大大超越現有的生物燃料，與太陽能電池的發電效率相當，有望達到100%的能量生成效率。如今，美國科學家投入大量精力，致力于對海藻發電的進一步研究，以助于擺脫嚴重依賴進口石油的窘迫，同時也幫助解決化石能源短缺和溫室氣體排放等全球性問題。

樹木、土壤燈

如果有人跟你說，把電極插入樹木中就獲得電力，這似乎就是天方夜譚，但最近，美國麻省理工大學的安迪斯莫申領導的工作小組研究出，在樹木自身新陳代謝的作用下，因樹木和附近土壤中PH值不同，也能產生電流。

但樹木產生的電流太微弱，為了解決這一問題，他們設計了一種電壓提升轉換器，用來儲存樹木產生的電流能源，待儲備足夠的能源后，可以定時釋放出1.1V的電壓。隨著時代發展，發電、儲電等整套裝置的電子元件會越來越小，耗能也越來越低，樹木產生的電流在不久的將來極有可能被廣泛的應用。此外，科學家認為，可以通過這些電子傳感器，還可以監測這些樹木自身的生理狀態和周圍的即時環境。

在樹木和土壤中，不單可以借助PH值而產生電流，還可以通過轉換土壤中的電解質發電，有一款LED燈也是依附于樹和土壤發電照明的，這個燈里面安裝有“微生物燃料電池”，能夠轉換土壤中的電解質，成為可用能源供給LED燈，提供持續和幾乎永恒的光。維護此燈的照明功能非常簡單，即澆灌植物，只要有水就能保持電能的流動。

除了樹和土壤，“微生物燃料電池”還可以對被誘捕的蒼蠅進行消化，產生電能，為另一款紫外線LED燈照明提供動力。室內電燈關閉時，紫外線LED燈開啟，能夠誘捕更多的蒼蠅，獲得更多原料來補充發電，并且發光的同時又能起到殺蟲的作用。