电致发光线，也叫做 EL 线，在 1936 年被法国人乔治・德斯特里奥（Georges Destriau）发明。它的功能 —— 发出一种类似霓虹灯的光 —— 并不新鲜，但人们正在开发越来越有创意的方式来利用它的特性。电致发光材料有片状和丝状两种，自发明以来，这两种形状的材料都已经变得更适合消费者使用。最早的 EL 产品是由厚重、不灵活且易碎的材料制成的，例如，电致发光线最开始被包裹在玻璃或陶瓷中。这个设计有一个明显的问题 —— 玻璃和陶瓷都不具有延展性：你无法将其盘绕、包裹或拉伸成新的有趣形状，这大大降低了 EL 线的实用性。将电线包裹在柔韧的塑料涂层中，使 EL 线变得柔韧且防水，因而非常适合室内和室外使用，从而轻松解决了这个问题。
EL 线之所以受欢迎，是因为它的多功能性和高效率。艺术家和黑客将它广泛使用于照亮衣服（比如发光服装）、自行车轮辐和转盘。在诸如火人节（Burning Man）之类的节日中，它无处不在，人们会用它制作由彩色金属丝焊接在一起的高耸建筑。世界知名灯光艺术家马库斯・特雷门托（Marcus Tremento）利用 EL 线来融合现代设计与艺术。在楼梯、人行道和自行车头盔方面，EL 线还具有装饰性的安全功能。紧急救援人员甚至使用 EL 线胶带来照亮事故现场。无论是购买还是自制，无论是用于安全照明还是亮眼服装，EL 线都是大大小小的创意照明项目的绝佳选择。
那么 EL 线是如何工作的呢？让我们从它的制造方式开始看起。
EL 线的组成
电致发光线的美妙之处在于它的构成相对简单。它由几个部件组成：铜芯、磷光润滑剂、2 根铜线、2 根 PVC 套管、交流电源。
EL 线的生产从一个实心铜芯开始，它充当导体。导体是一种电（电子流）很容易通过的材料。整个铜芯涂有一层均匀的磷光体润滑剂，磷光体 —— 就像光棒和其他夜光产品中的磷光体一样 —— 是电致发光线的关键，它是一种固体材料，当暴露于能量源（如电）时会发光。
接下来，两根非常细的铜线被缠绕在一起，形成一根长线。这根线被缠绕在涂有磷光润滑剂的铜芯周围。现在你有了一个分层的元件，可以把它的核心想象成一个三明治 —— 两个导体通过它们传递电流，为磷光体提供发光所需的能量。
如果暴露在湿气中，EL 线可能会断裂。这就是两个 PVC 套管发挥作用的地方，这些套管保护 EL 线免受外界影响 —— 当你在户外使用 EL 线时，这一点尤为重要 —— 并使其具有柔韧性。第一个 PVC 套管相当轻薄，它被拉过整个传导单元，这个内套筒是由透明防水塑料制成的。第二个 PVC 套管通常经过化学染色来产生各种颜色，被铺设在整根线上。它提供了一层额外的保护，并且经常是杂色的，给人一种质感的错觉。
最后，没有交流电源，EL 线就不完整。将电流加到 EL 线上会在原子级别上开始反应，使其发光。现在我们知道了 EL 线由什么组成，让我们看看是什么让它如此美丽地发光。
EL 线为何发光
为了使 EL 线能够持续发光，它需要通恒定电流。使用交流电源（AC）时，电流在电路的正极和负极之间来回移动。这种交替的极性意味着电流不断地流过电路，为 EL 线提供恒定的电源。因此，磷光体原子中的电子不断地被电离，或者改变能级。由于这些离子的电子总是从一个能级跳到另一个能级 —— 这是它们发光的过程 —— 它们将持续发光。此外，AC 可以提供比直流电源（DC）更高的电压，因为交流电流可以通过使用变压器来升压或降压。这是决定 EL 线发光亮度的关键，因为更高的电压会激发更多的电子，从而产生更亮的光。
对于无法使用标准电源插座的 EL 线，也可以使用电池供电。由于电池提供的是 DC，所以电池供电的 EL 线需要一个逆变器，它可以将直流电转换为所需的交流电。当涉及到逆变器时，有两个因素将帮助你确定你需要什么样的逆变器：工作项目和所需的功率。EL 线的长度决定了需要电能的多少，而使用的电能决定了 EL 线的亮度。使用对于电线长度来说太小的逆变器会阻碍其发光能力，而尺寸合适的逆变器将明显地提高 EL 线的发光亮度。
EL 电线的安全性、效率和成本
电致发光线正在成为一种流行的装饰或服装上的点缀 —— 但把电源靠皮肤这么近安全吗？无论在何处或以何种方式使用 EL 线，都要注意高电压，并在逆变器中使用保险丝以防止短路。此外，避免导线过度弯曲，因为这是造成短路的一个常见原因。带逆变器的电池组通常被那些想在旅途中发光的人用作电源。如果你穿着 EL 线的衣服或服装，又不想受到小的电击，还应该保证电线连接到逆变器的部分绝缘良好。尽管 EL 线永远不会发热，但当涉及电时，安全始终是一个问题。
在效率和成本方面，EL 线与其他照明相比如何呢？考虑到 EL 线的常见用途，它是市场上最高效的照明形式之一。它消耗很少的能量，摸起来很冷，而且成本相对低廉。如果你是一个精明的购物者，你经常可以找到价格上的合理优惠。一些零售商出售 EL 套件，这可能有着很高的性价比，而另一些则按英尺出售 EL 电线。除了价格实惠，EL 线也很耐用。与霓虹灯或荧光灯不同，EL 没有可以断裂的灯丝。尽管一些消费者更喜欢耐用的定制霓虹灯标志，但 EL 线的成本更低，断裂更少，并且可以让你展现个人的创造力。你可以安全地弯曲、环绕和缠绕它来创造出任何你想要的设计，就像你使用绳灯那样做。虽然绳灯的成本可能低于 EL 线，但绳灯会产生热量。此外，许多常见品牌的绳灯不允许用户根据需要剪断灯串。更重要的是，EL 线的运行成本约是霓虹灯或绳灯的 1/500，而且 EL 线可以反复使用。
虽然 EL 线有很强的持久力，但它最终会因为阳光的暴晒而褪色。将 EL 电线放在户外受到阳光直射，寿命会缩短到一至两年。当保持在室内或有限的户外暴露时，EL 线的颜色将持续长达三年。施加到 EL 线上的电压也会影响其寿命。虽然功率更大的逆变器会向 EL 线提供更高的电压，使其更亮，但更高的电压会导致 EL 线更快地失去亮度。就像普通白炽灯泡在施加过多电压时会更快烧坏一样，EL 线也是如此。为了让你的钱发挥最大的作用，你应该遵循 EL 线制造商给出的指导建议。
照明显示和 EL 线工艺
EL 线之所以如此受欢迎，是因为它很容易创造出有趣的效果，比如脉冲光、圆圈或是与节奏相匹配的特定图案等。为了产生这样的效果，你需要使用音序器。音序器是可编程的，可以控制照明模式和移动速度。许多人将 EL 线用于节日展示，如果你想打造声势浩大的户外装饰，音序器就会派上用场。例如，如果你的院子里有一个万圣节表演，女巫和鬼魂被五颜六色的 EL 线包裹着，音序器会允许你设置一个重复的照明模式。音序器还可以让你对音乐进行编程，这意味着可以添加怪异的音效来完成吊诡的表演。
除了节日装饰外，EL 线还被用于服装中，来制造出有趣的、独一无二的效果。太阳镜、珠宝、外套和宠物项圈都可用 EL 线升级，并且 EL 线现在为俱乐部提供了无限的照明选择。当与音序器一并使用时，用于俱乐部照明的 EL 线甚至可以随着音乐而律动。精打细算的消费者已经将 EL 线作为个性化家庭和汽车照明的新颖解决方案，而且低成本的 EL 电线很好地代替了店面的霓虹灯招牌。无论你是想节省节日电费，还是想在舞池里表现自己，EL 电线的多功能性和低成本都为你提供了无尽的发明可能性。
与最初不灵活、易碎的产品相去甚远，EL 电线已成为一种耐用、适应性强的产品，具有多种用途。你可以自行组装，现在它有多种颜色、厚度和长度，EL 线一定会给你的生活带来一点光明。
作者： Joanna Burgess
翻译：悦悦
审校：K.Collider (
原文链接：How Electroluminescent (EL) Wire Works
本文来自微信公众号：中科院物理所 （ID：cas-iop），作者：Joanna Burgess
广告声明：文内含有的对外跳转链接（包括不限于超链接、二维码、口令等形式），用于传递更多信息，节省甄选时间，结果仅供参考，IT之家所有文章均包含本声明。