Come il cemento incandescente rivoluzionerà la notte

Quando ero bambino, mia madre ha incollato dozzine di stelle che si illuminano al buio sul soffitto della mia camera da letto. Ogni notte guardavo con soggezione la mia meravigliosa galassia personale. La mistica dietro il bellissimo bagliore lo rendeva molto più attraente. Ma anche conoscendo la fisica della fluorescenza, il fenomeno ha ancora una forte attrazione. I materiali che brillano emettono semplicemente energia luminosa precedentemente assorbita dall'ambiente circostante.

Fluorescenza e fosforescenza sono due termini simili ma distinti che descrivono il modo in cui la luce viene emessa da un materiale, un fenomeno noto come fotoluminescenza. Quando la luce viene assorbita da un materiale fotoluminescente, come il fosforo, gli elettroni vengono eccitati e passano a stati energetici più elevati. La fluorescenza si verifica quando quegli elettroni eccitati si rilassano immediatamente al loro stato fondamentale, restituendo quell'energia luminosa all'ambiente.

La fosforescenza si verifica quando l'energia assorbita dagli elettroni non solo provoca l'eccitazione degli elettroni, ma cambia anche lo stato di spin dell'elettrone. Questo elettrone doppiamente alterato è ora schiavo delle complesse regole della meccanica quantistica e deve trattenere l'energia della luce finché non ha raggiunto uno stato stabile in cui rilassarsi. Ciò consente al materiale di trattenere la luce per periodi di tempo significativamente più lunghi prima di rilassarsi. I materiali che brillano di solito sono sia fluorescenti che fosforescenti contemporaneamente, spiegando l'uso quasi sinonimo dei termini (Boundless 2016). Il potere della luce che l'energia solare può generare è davvero mozzafiato.

Sfruttando la fluorescenza e la fosforescenza per le nostre strade

Il mio intrigo in tutto ciò che è fotoluminescente sta per essere soddisfatto oltre le mie più sfrenate immaginazioni, a causa di una recente invenzione del Dr. Jose Carlos Rubio presso l'Università di San Nicolas Hidalgo in Messico. Il Dr. Carlos Rubio ha creato con successo il cemento fosforescente dopo nove anni di ricerca e sviluppo. Questa tecnologia recentemente brevettata conserva la funzionalità del cemento ma rimuove la microstruttura del sottoprodotto cristallino opaco, consentendo di vedere i materiali fosforescenti (Elderidge 2016). Il cemento "si carica" ​​a piena capacità in soli dieci minuti di esposizione alla luce naturale e si illuminerà fino a 12 ore ogni notte. La fluorescenza del materiale è anche abbastanza resistente alla prova del tempo. La luminosità si ridurrà solo dell'1-2% all'anno e manterrà oltre il 60% della capacità per più di 20 anni (Balogh 2016).