Wie leuchtender Zement die Nacht revolutionieren wird

Als ich ein Kind war, klebte meine Mutter Dutzende von im Dunkeln leuchtenden Sternen an meine Schlafzimmerdecke. Jede Nacht starrte ich voller Ehrfurcht auf meine wunderbare persönliche Galaxie. Die Mystik hinter dem schönen Glanz machte es noch attraktiver. Aber selbst wenn man die Physik der Fluoreszenz kennt, hat das Phänomen immer noch eine starke Anziehungskraft. Materialien, die leuchten, geben einfach Lichtenergie ab, die zuvor von ihrer Umgebung absorbiert wurde.

Fluoreszenz und Phosphoreszenz sind zwei ähnliche, aber unterschiedliche Begriffe, die beschreiben, wie Licht von einem Material emittiert wird, ein Phänomen, das als Photolumineszenz bekannt ist. Wenn Licht von einem nachleuchtenden Material wie Phosphor absorbiert wird, werden die Elektronen angeregt und springen in höhere Energiezustände. Fluoreszenz tritt auf, wenn sich diese angeregten Elektronen sofort in ihren Grundzustand entspannen und diese Lichtenergie an die Umgebung zurückgeben.

Phosphoreszenz tritt auf, wenn die absorbierte Energie der Elektronen nicht nur bewirkt, dass die Elektronen angeregt werden, sondern auch den Elektronenspinzustand ändert. Dieses zweifach veränderte Elektron ist nun ein Sklave der komplexen Regeln der Quantenmechanik und muss die Lichtenergie so lange halten, bis es einen stabilen Zustand erreicht hat, in dem es sich entspannen kann. Dadurch kann das Material das Licht deutlich länger speichern, bevor es sich entspannt. Materialien, die leuchten, sind normalerweise gleichzeitig fluoreszierend und phosphoreszierend, was die fast synonyme Verwendung der Begriffe erklärt (Boundless 2016). Die Lichtkraft, die Sonnenenergie erzeugen kann, ist wirklich atemberaubend.

Fluoreszenz und Phosphoreszenz für unsere Straßen nutzen

Meine Faszination für alles, was photolumineszierend ist, wird aufgrund einer kürzlichen Erfindung von Dr. Jose Carlos Rubio an der Universität von San Nicolas Hidalgo in Mexiko über meine kühnsten Vorstellungen hinaus befriedigt. Dr. Carlos Rubio hat nach neun Jahren Forschung und Entwicklung erfolgreich im Dunkeln leuchtenden Zement entwickelt. Diese kürzlich patentierte Technologie behält die Funktionalität von Zement bei, entfernt jedoch die undurchsichtige kristalline Nebenproduktmikrostruktur, wodurch phosphoreszierende Materialien sichtbar werden (Elderidge 2016). Der Zement „lädt“ sich in nur zehn Minuten unter Einwirkung von natürlichem Licht auf seine volle Kapazität auf und leuchtet jede Nacht bis zu 12 Stunden lang. Die Fluoreszenz des Materials ist auch sehr langlebig. Die Helligkeit verringert sich jährlich nur um 1–2 % und hält über 60 % Kapazität für mehr als 20 Jahre aufrecht (Balogh 2016).