Як сяючий цемент зробить революцію вночі

Коли я був дитиною, мама наклеїла на стелю моєї спальні десятки зірок, що світилися в темряві. Кожної ночі я з благоговінням дивився на свою чудову особисту галактику. Містичність, що стоїть за прекрасним сяйвом, зробила його набагато привабливішим. Але навіть знаючи фізику флуоресценції, це явище має потужну привабливість. Матеріали, які світяться, просто випромінюють світлову енергію, попередньо поглинену з навколишнього середовища.

Флуоресценція та фосфоресценція — це два подібні, але різні терміни, які описують, як матеріал випромінює світло, явище, відоме як фотолюмінесценція. Коли світло поглинається фотолюмінесцентним матеріалом, таким як люмінофор, електрони збуджуються та переходять до вищих енергетичних станів. Флуоресценція виникає, коли ці збуджені електрони негайно релаксують до свого основного стану, повертаючи цю світлову енергію в навколишнє середовище.

Фосфоресценція виникає, коли поглинена електронами енергія не тільки спричиняє збудження електронів, але й змінює стан їх спіну. Цей подвійно змінений електрон тепер є рабом складних правил квантової механіки і повинен зберігати світлову енергію, поки не досягне стабільного стану, в якому можна розслабитися. Це дозволяє матеріалу утримувати світло протягом значно довшого періоду часу, перш ніж розслабитися. Матеріали, які світяться, як правило, флуоресцентні та фосфоресцентні одночасно, враховуючи майже синонімічне використання термінів (Boundless 2016). Сила світла, яку може генерувати сонячна енергія, справді захоплює дух.

Використання флуоресценції та фосфоресценції для наших вулиць

Завдяки нещодавньому винаходу доктора Хосе Карлоса Рубіо з Університету Сан-Ніколас-Ідальго в Мексиці моя інтрига щодо всього, що є фотолюмінесцентним, незабаром буде задоволена понад мої найсміливіші уяви. Доктор Карлос Рубіо успішно створив цемент, що світиться в темряві, після дев’яти років досліджень і розробок. Ця нещодавно запатентована технологія зберігає функціональність цементу, але видаляє непрозору кристалічну мікроструктуру побічного продукту, дозволяючи побачити фосфоресцентні матеріали (Elderidge 2016). Цемент «заряджається» на повну потужність всього за десять хвилин під дією природного світла і буде світитися до 12 годин щоночі. Флуоресценція матеріалу також досить стійка до випробування часом. Яскравість буде зменшуватися лише на 1-2% щорічно та зберігатиме понад 60% потужності протягом більше ніж 20 років (Balogh 2016).