Sut y bydd sment disglair yn chwyldroi'r nos

Pan oeddwn i'n blentyn, roedd fy mam yn gludo dwsinau o sêr tywynnu yn y tywyllwch ar nenfwd fy ystafell wely. Bob nos roeddwn yn syllu mewn syndod ar fy nhalaeth bersonol ryfeddol. Roedd y dirgelwch y tu ôl i'r llewyrch hardd yn ei wneud yn llawer mwy deniadol. Ond hyd yn oed o wybod ffiseg fflworoleuedd, mae gan y ffenomenau dynfa bwerus o hyd. Yn syml, mae deunyddiau sy'n tywynnu yn allyrru egni golau a amsugnwyd yn flaenorol o'u hamgylchoedd.

Mae fflworoleuedd a ffosfforoleuedd yn ddau derm tebyg ond gwahanol sy'n disgrifio sut mae golau'n cael ei allyrru o ddeunydd, ffenomen a elwir yn ffotoluminescence. Pan fydd golau'n cael ei amsugno gan ddeunydd ffoto-luminescent, fel ffosffor, mae'r electronau'n gyffrous ac yn neidio i gyflyrau egni uwch. Mae fflworoleuedd yn digwydd pan fydd yr electronau cynhyrfus hynny yn ymlacio ar unwaith i'w cyflwr daear, gan ddychwelyd yr egni golau hwnnw i'r amgylchedd.

Mae ffosfforoleuedd yn digwydd pan fydd egni amsugno'r electronau nid yn unig yn achosi i'r electronau gynhyrfu, ond hefyd yn newid cyflwr troelli'r electronau. Mae'r electron hwn sydd wedi'i newid ddwywaith bellach yn gaethwas i reolau cymhleth mecaneg cwantwm a rhaid iddo gadw'r egni golau nes ei fod wedi cyrraedd cyflwr sefydlog i ymlacio ynddo. Mae hyn yn caniatáu i'r deunydd gadw'r golau am gyfnodau llawer hirach o amser cyn ymlacio. Mae deunyddiau sy'n tywynnu fel arfer yn fflwroleuol a ffosfforescent ar yr un pryd, gan gyfrif am y defnydd bron yn gyfystyr â'r termau (Boundless 2016). Mae pŵer golau y gall ynni solar ei gynhyrchu yn wirioneddol syfrdanol.

Harneisio fflworoleuedd a phosphorescence ar gyfer ein strydoedd

Mae fy chwilfrydedd ym mhopeth ffoto-luminescent ar fin bod yn fodlon y tu hwnt i'm dychmygion gwylltaf, oherwydd dyfais ddiweddar gan Dr. Jose Carlos Rubio ym Mhrifysgol San Nicolas Hidalgo ym Mecsico. Mae Dr. Carlos Rubio wedi llwyddo i greu sment tywynnu-yn-y-tywyllwch ar ôl naw mlynedd o ymchwil a datblygu. Mae'r dechnoleg hon, sydd wedi'i phatentio'n ddiweddar, yn cadw ymarferoldeb sment ond yn cael gwared ar y microstrwythur sgil-gynnyrch crisialog afloyw, gan ganiatáu i ddeunyddiau ffosfforesaidd gael eu gweld (Elderidge 2016). Mae'r sment yn “talu” i'w gapasiti llawn mewn dim ond deng munud o ddod i gysylltiad â golau naturiol a bydd yn tywynnu am hyd at 12 awr bob nos. Mae fflworoleuedd y deunydd hefyd yn eithaf gwydn i brawf amser. Bydd y disgleirdeb yn lleihau dim ond 1-2% yn flynyddol ac yn cynnal capasiti dros 60% am fwy nag 20 mlynedd (Balogh 2016).