智慧路燈新革命：奈米科技助減碳百萬噸

隨著科技不斷進步，路燈也變得更加智慧化，不僅提升了能源效率，更有效降低了碳排放。一項由阿卜杜拉國王科技大學（KAUST）與阿卜杜勒阿齊茲國王科技城（KACST）共同進行的研究顯示，奈米材料在降低LED路燈的碳排放方面扮演了關鍵角色。研究團隊估計，若在美國全面應用這項技術，每年可減少超過一百萬噸的二氧化碳排放。

這項技術的核心創新在於一種名為「奈米聚乙烯（nanoPE）」的材料，它能提升LED表面的熱輻射效率，從而降低其工作溫度。LED在運作時會自然產生熱能，而過高的溫度可能損壞其內部電子元件並縮短使用壽命。事實上，LED消耗的能源中約有75%最終以熱能形式散失。透過減少熱能積聚，nanoPE不僅能提升LED的效能與壽命，更能大幅降低與能源相關的碳排放。

研究負責人、KAUST的甘喬強教授表示：「LED因其高效能與長壽命而成為首選光源，但微小的改進仍能讓它們更上一層樓。這些改進對永續發展意義重大，因為當它們被廣泛應用時，即使是小小的提升也能帶來巨大的影響。」他補充道，照明約佔全球每年電力消耗的20%，並貢獻了近6%的溫室氣體排放。

參與研究的KACST未來能源技術研究所所長胡薩姆·卡西姆博士則指出：「我們的設計在保持高照明效率的同時，大幅改善了LED的散熱效能，這對沙烏地阿拉伯的永續照明來說是一個極具潛力的解決方案。」

傳統的LED路燈將光線直接照射到需要照明的物體上，因此燈具通常朝向地面。此外，這些路燈的設計會讓熱輻射被限制在LED內部。然而，塗覆了nanoPE的路燈則完全相反，它們被設計成朝向天空，遠離需要照明的物體。

這種設計的關鍵在於nanoPE能讓紅外線（主要負責熱輻射的光）穿透，同時反射可見光。研究顯示，塗覆nanoPE的LED路燈所發出的紅外線中，超過80%能穿透nanoPE並繼續向天空散發；而超過95%的可見光則會被nanoPE反射回地面，照亮下方區域。

nanoPE的基礎材料是聚乙烯，這是全球產量最大的塑膠。為了製造出能反射低波長光（可見光）但讓高波長光（紅外線）穿透的奈米塑膠，科學家們在塑膠中精心製作了直徑僅30奈米（約為人類頭髮厚度的千分之一）的微小孔洞，並將其拉伸轉化為更薄的片狀材料。

這項研究為未來的智慧照明技術開闢了新的可能性，並為全球減碳目標提供了具體的解決方案。