Jak zářící cement způsobí revoluci v noci

Když jsem byl dítě, moje matka mi na strop ložnice nalepila desítky hvězd svítících ve tmě. Každou noc jsem s úžasem zíral na svou úžasnou osobní galaxii. Mystika za krásnou září to dělala mnohem přitažlivější. Ale i když známe fyziku fluorescence, jev má stále silnou přitažlivost. Materiály, které září, jednoduše vyzařují světelnou energii, která byla předtím absorbována z jejich okolí.

Fluorescence a fosforescence jsou dva podobné, ale odlišné pojmy, které popisují, jak je světlo vyzařováno z materiálu, jev známý jako fotoluminiscence. Když je světlo absorbováno fotoluminiscenčním materiálem, jako je fosfor, elektrony jsou excitovány a přeskakují do vyšších energetických stavů. K fluorescenci dochází, když se tyto excitované elektrony okamžitě uvolní do svého základního stavu a vrátí světelnou energii zpět do prostředí.

Fosforescence nastává, když absorbovaná energie elektronů nejen způsobí excitaci elektronů, ale také změní stav spinu elektronů. Tento dvojnásobně pozměněný elektron je nyní otrokem složitých pravidel kvantové mechaniky a musí zadržovat světelnou energii, dokud nedosáhne stabilního stavu, ve kterém se uvolní. To umožňuje materiálu udržet světlo po výrazně delší dobu, než se uvolní. Materiály, které září, jsou obvykle současně fluorescenční i fosforescenční, což odpovídá téměř synonymnímu použití těchto termínů (Boundless 2016). Síla světla, kterou může solární energie generovat, je skutečně dechberoucí.

Využití fluorescence a fosforescence pro naše ulice

Moje intrika ve všem fotoluminiscenčním bude uspokojena nad rámec mých nejdivočejších představ, a to díky nedávnému vynálezu Dr. Jose Carlose Rubia z University of San Nicolas Hidalgo v Mexiku. Dr. Carlos Rubio po devíti letech výzkumu a vývoje úspěšně vytvořil cement svítící ve tmě. Tato nedávno patentovaná technologie zachovává funkčnost cementu, ale odstraňuje neprůhlednou krystalickou mikrostrukturu vedlejšího produktu, což umožňuje vidět fosforeskující materiály (Elderidge 2016). Cement se „nabije“ na plnou kapacitu za pouhých deset minut vystavení přirozenému světlu a bude svítit až 12 hodin každou noc. Fluorescence materiálu je také poměrně odolná ve zkoušce času. Jas se sníží pouze o 1–2 % ročně a zachová kapacitu nad 60 % po dobu delší než 20 let (Balogh 2016).