과학 연구에 사용되는 Orphek LED 조명
최근 해수 취미 산업에서 LED 조명의 사용이 증가하고 있으므로 이러한 유형의 조명이 이제 과학 연구에도 사용되고 있다는 것은 놀라운 일이 아닙니다.
제 이름은 Arjen Tilstra입니다. 저는 Groningen 대학교(네덜란드)에서 해양 생물학, 생태학 및 진화 BSc를 취득한 대학원생입니다. 15살 때 산호와 사랑에 빠졌고 친구 집에서 작은 해수 탱크를 보았습니다. 나는 하나를 가져야했다! 이것이 14년 전의 일입니다. 그동안 나는 XNUMX개의 탱크(나노 탱크 XNUMX개)를 가지고 있었는데 모두 결과가 엇갈렸습니다. 불행히도 나는 비용과 학업 때문에 몇 년 전에 그만두어야 했습니다. 그럼에도 불구하고, 부드럽고 돌이 많은 산호를 유지하고 유지한 나의 경험은 이제 유용합니다.
2012년 2002월에 저는 저만의 연구 프로젝트를 꿈꾸기 시작했습니다. 일반적으로 대학원생은 박사 과정 학생 및/또는 Post Docs가 수행하는 기존 연구 프로젝트에 등록합니다. 가장 먼저 해야 할 일...감독자. 돌이켜 보면 이것이 그들 모두에게 가장 쉬운 일이었습니다. 즉시 그는 아이디어에 열광했습니다. 제 아이디어는 BSc 논문을 쓸 때 나왔습니다. Brown의 XNUMX년 논문 et al. 내 주목을 끌었다. 태국 푸켓 근처의 암초에서 백화 현상이 발생했습니다. 그러나 이것은 일반적인 백화 현상이 아니었습니다. 그들은 암초의 서쪽 부분이 동쪽에 비해 백화 현상으로 인한 피해가 적다는 것을 확인했습니다. 질문은 왜!? 그들은 몇 가지 가설을 테스트하고 지역 간에 알려진 유일한 차이점은 빛의 강도라는 결론을 내렸습니다. 서부 지역은 백화 현상이 발생하기 전 몇 달 동안 더 높은 광도를 경험했습니다. 내 목표는 유사한 조건을 제어된 환경에서 시뮬레이션하는 것이었습니다. 그 논문을 인용한 모든 논문을 뒤져보니 비슷한 연구를 한 논문을 단 한 편도 찾을 수 없었다. 새로운 프로젝트가 탄생했습니다! 저는 산호 조각을 다양한 광도에 노출시키고 인공 열파에 노출시키려 했습니다.
계속하기 전에 표백은 대부분의 아쿠아리스트가 생각하는 것과는 다르다는 점을 강조하고 싶습니다. 아래의 흰색 골격을 노출시키는 것은 산호 조직의 손실이 아닙니다. 그것은 zooxanthellae 및/또는 (photo)색소의 손실입니다. 산호가 탈색되어도 여전히 살아 있습니다. 조직을 통해 "빛나는" 것은 흰색 골격입니다. 조건이 정상으로 돌아가고 자유롭게 사는 주산셀러가 존재하면 산호가 다시 살아날 수 있습니다. 그렇지 않으면 산호는 결국 죽습니다.
내 상사는 내 자신의 프로젝트를 수행하는 것의 단점을 말했습니다. 거의 모든 비용을 직접 지불해야 했습니다. 물론 나는 대학 시설을 사용할 수 있었고 모든 비용의 약 XNUMX분의 XNUMX을 상환받을 수 있었습니다. 아쿠아리스트 시절에 저는 지역 사회에서 많은 친구를 사귀었고 네덜란드 웹사이트에서 제 이름을 올렸습니다. www.zeewaterforum.info. 모든 애호가들이 모여 정보를 공유하는 네덜란드 포럼입니다. Jan Harbers(관리자)에게 연락하여 포럼 스폰서에게 도움을 요청할 수 있는지 물었습니다. 문제 없습니다… 장비에 대한 제안이 쇄도했고 스폰서의 열정에 놀랐습니다. 이 프로젝트의 핵심 이슈는 물론 빛이었습니다! Tanne Hoff는 아이디어를 가지고 저에게 전화했습니다. 아마도 Orphek이 관심이 있었을 것입니다! Tanne을 통해 저는 Ofir 및 AquaCompleet(유명한 네덜란드 소매점)의 네덜란드 수입업자 Arie와 접촉하게 되었습니다. Ofir는 즉시 열성적이었고 작업할 램프 두 개를 아낌없이 보내주었습니다. 두 개의 18000 Kelvin DIF100 XP(그림 1).
비교를 위해 램프가 없고 수돗물이 채워진 탱크의 사진을 추가했습니다(그림 2). 그 차이는 놀랍습니다.
수중 라이트 미터가 부족하여 아직 실험을 위한 완벽한 설정을 만들 수 없었습니다. 전체 실험 설정으로 귀찮게 하지 않겠지만 간단히 말해서 Brown에서와 같이 서쪽과 동쪽을 시뮬레이션하기 위해 두 가지 다른 조명 처리를 만들어야 했습니다. 외. (2002) 논문. 그 동안 일부 살아있는 암석과 테스트 파편, 2마리의 물고기와 여러 무척추 동물이 추가되었습니다. 그들은 모두 매우 잘하고 있었습니다. 테스트 조각의 채색은 아름다웠습니다(아름다움은 주관적이지만). 하지만 코랄 컬러는 내가 꼭 관심을 가지는 것은 아니다. 연구에 필요한 파편의 양으로 빛이 균일하게 퍼지는 환경을 만들 수 있을까요? 불행히도 아니요, 빛의 분산이 너무 컸습니다. 이것이 내 연구에 해로울 것 같아서 나는 즉시 Ofir에게 연락하여 상황을 설명했습니다. 내가 그에게 많은 돈을 쓰고 있다고 뺨에 통통한 발언을 한 후 그는 나에게 말했습니다. 문제 없습니다. 새 램프가 곧 도착할 것입니다. 몇 주 후 Arie는 두 개의 새 램프를 가지고 왔습니다. 두 개의 PR-156(그림 3)!
DIF는 Arie에 의해 회수되었습니다. 그는 다른 프로젝트를 위해 그들을 할 수 있습니다. 나는 DIF에 깊은 인상을 받았지만 PR-156은 훨씬 더 인상적이었습니다. LED가 분산된 영역이 DIF에서 훨씬 작기 때문에 매우 다른 램프입니다. 첫 번째 측정은 유망해 보였습니다. 탱크 위 40cm에서 테스트 조각은 900μmol m- 2 s- 1 빛의. 탱크 위 70cm에서 그들은 450을 받았고 결국 나는 그들이 300μmol m- 2 s- 1 (그림 4).
램프의 LED 분포가 더 확산되었기 때문에 탱크의 빛도 더 균일하게 퍼졌습니다. 훌륭한!
이 프로젝트는 또한 Wageningen 대학(네덜란드)의 박사 과정 학생 Tim Wijgerde(MSc)와 Ronald Osinga 박사가 감독합니다. Tim과 함께 우리는 모든 조각을 가장 잘 배치하는 방법을 확인하기 위해 몇 가지 측정을 수행했으며 Advanced Aquarist에 대한 Sanjay Joshi(PhD)의 기사와 일치하여 램프 아래에 모든 조각을 타원형 모양으로 배포하기로 결정했습니다(그림 5).
분산은 이제 10% 한도 내에 있습니다. 빛이 너무 강하고 조명을 더 높이 걸 수 없다는 사실 때문에 조명을 어둡게 하는 다른 방법을 생각해 내야 했습니다. 나는 200μmol m이 필요했다.- 2 s- 1 그래서 나는 그것을 어둡게 하기 위해 매우 아마추어적인 설정을 설정했습니다(그림 6). 그러나 그것은 작동하고 약 33%의 빛을 포착하므로 광도는 200±10μmol m- 2 s- 1 파편을 위해.
많은 동료들이 (T5) 램프의 광도 감소를 처리해야 하지만 LED에 대한 나의 경험은 긍정적인 것 이상입니다. 강도 또는 스펙트럼의 감소/변화를 발견하지 못했습니다. 어떤 광원을 사용하든 더 이상 값비싼 전구를 구입할 필요가 없기 때문에 장기적으로 이것은 우리에게 돈을 절약할 수 있습니다. 또한 램프에서 방출되는 열은 최소화되고 빛의 양은 천문학적입니다. 지금까지 나는 산호가 과다 노출로 인해 스트레스를 받을 것이기 때문에 산호가 높이 매달려 있어야 한다는 사실 외에는 불만이 전혀 없다고 솔직히 말할 수 있지만 이것은 실제 문제보다 더 사치스러운 문제입니다.
이제 거의 2013년 18월이며 7년 이상의 준비 끝에 마침내 첫 번째 데이터를 얻었습니다. 이 실험은 XNUMX월까지 계속되며 과학 저널에 게재된 후 인기 잡지와 웹사이트에 글을 쓸 것입니다. 또한 진행 상황을 확인하기 위해 무작위로 선택한 XNUMX개의 파편을 매주 사진으로 찍습니다. 그 조각 중 하나는 그림 XNUMX에서 볼 수 있습니다. 이것은 XNUMX주간의 변화입니다.
지금은 특히 제 연구에 대한 그의 관심과 기여에 대해 Orphek과 Ofir에게 감사하고 싶습니다.