Ánh sáng nhân tạo và những điều bạn chưa biết

Lửa chính là nguồn ánh sáng nhân tạo đầu tiên trên thế giới, là phát minh của người thượng cổ để xua tan bóng tối từ khoảng hơn 400.000 năm trước công nguyên (TCN). Các nền văn minh cổ đại cũng đã tận dụng phương thức chiếu sáng nhân tạo này dưới nhiều hình thức khác nhau như: thay thế củi bằng mỡ động vật (13.000 TCN), sử dụng cây cói để tạo ra đèn cói (Ai Cập - 3.000 TCN), đèn dầu (1.500 TCN), nến làm từ mỡ cừu (100 SCN) và khí gas (đầu thế kỷ 19). Tiêu biểu nhất vào thời kỳ này phải kể đến vào năm 1807, London đã khiến cả thế giới trầm trồ khi biến Pall Mall trở thành con đường đầu tiên trên thế giới được thắp sáng bằng đèn khí gas.

Cũng vào đầu thế kỷ 19, đèn điện lần đầu tiên được giới thiệu ra thế giới với phát minh ánh sáng hồ quang của Humphrey Davy (1802) và bóng đèn điện sợi đốt của Thomas Edison (1839). Trong vòng hơn 10 thập kỷ, lịch sử đã chứng kiến hàng loạt các phát minh chiếu sáng vĩ đại đã làm thay đổi cả thế giới, không thể không kể đến đèn huỳnh quang (CFL), đèn Neon, tia Laser, v.v.

Tuy nhiên, thành tựu ý nghĩa nhất trong ngành chiếu sáng chính là diode phát quang - hay còn biết đến với cái tên Light Emitting Diode (LED) - công nghệ được phát minh bởi Nick Holonyack, một kỹ sư của General Electric vào năm 1962. Kể từ đó, các nhà nghiên cứu và các kỹ sư tiếp tục thử nghiệm chất bán dẫn với mục tiêu sản xuất ra nhiều chip LED mang hiệu suất cao và nhiều màu sắc khác nhau. Năm 1994, kỹ sư người Nhật Shuji Nakamura phát minh ra chip LED với ánh sáng xanh, là tiền đề cho rất nhiều dòng đèn LED thương mại được sử dụng rộng rãi ngày nay. Hiện tại, đèn LED được đánh giá là công nghệ chiếu sáng tiết kiệm điện năng nhất trên thị trường. 

Lịch sử hình thành và phát triển của ánh sáng nhân tạo (Image credit: Unios)

Con người là trung tâm của ánh sáng

Nếu ở thời kỳ trước, các phát minh và nghiên cứu đều tập trung vào cải thiện chất lượng ánh sáng, thì những thập kỷ gần đây, mọi sự cải tiến đều tập trung vào sức khỏe của con người. Một không gian được tích hợp những sản phẩm chiếu sáng sở hữu công nghệ hiện đại nhất với đa dạng chức năng chưa hẳn sẽ nâng tầm chất lượng cuộc sống nếu chúng ta không sử dụng chúng một cách hợp lý, phù hợp với chu kỳ sinh học của cơ thể; từ đó gây ra những ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe, tinh thần và năng suất làm việc.

Ví dụ, từ 00:00 đến 5:00 sáng, cơ thể sẽ ở giai đoạn ngủ sâu và có nhiệt độ thấp (nhiệt độ cơ thể đạt mức thấp nhất vào khoảng 4:00 sáng). Vào khoảng thời gian này, chúng ta cần hạn chế tối đa sự tiếp xúc với ánh sáng để không làm gián đoạn chu kỳ nghỉ ngơi của cơ thể.

Ánh sáng ảnh hưởng trực tiếp đến nhịp sinh học của con người (Image credit: Unios)

Chính vì mối quan hệ mật thiết giữa ánh sáng và chu kỳ sinh học của con người, từ khóa "Human Centric Lighting – HCL" (Chiếu sáng lấy con người làm trung tâm) đang là chủ đề được quan tâm hàng đầu trong ngành công nghiệp chiếu sáng. HCL mô phỏng tương tự chu kỳ sinh học để điều chỉnh phản xạ tự nhiên của chúng ta một cách chính xác. Các nhà thiết kế chiếu sáng buộc phải hiểu khái niệm này tác động đến sức khỏe, năng suất và tổng thể của người dùng như thế nào, từ đó có thể thiết lập tốt hệ thống HCL nhằm hỗ trợ các chức năng thị giác và đồng hồ sinh học của chúng ta. Nói một cách đơn giản, ánh sáng từ hệ thống HCL giúp cơ thể biết khi nào cần tỉnh táo và khi nào được phép thư giãn. Phương pháp này là bước tiến mới trong việc thiết kế và sử dụng đèn LED với mục đích hỗ trợ nhịp sinh hoạt của con người, tăng cường sự tập trung, giảm khả năng gián đoạn giấc ngủ và cải thiện chất lượng cuộc sống.