Materiál proti zlodějům

Fosforescence je speciální vlastnost některých materiálů, které pomalu a se zpožděním zpět uvolňují světelnou energii. Parametry tohoto slabšího, ale vytrvalého světla jsou přitom individuálně dány vlastnostmi daného materiálu a jeho molekulární strukturou. To není nic neobvyklého. Všichni znáte třeba hodinky se světélkujícím ciferníkem, svítící dopravní značky nebo plastové party tyčinky, které pomocí deformace či přelomení přimějete k zajímavým světelným efektům. Ty mohou trvat až několik hodin. Není ale běžné, aby nějaký materiál takhle světélkoval v infračervené oblasti, tedy v oblasti okem neviditelných vlnových délek, které se rozkládají až za červenou oblastí viditelného světelného spektra.

Světlo v infračervené oblasti

Profesor Zhengwei Pan a postdoktorální výzkumník Feng Liu přišli se speciálním typem keramických disků, které tohle umí. Na rozdíl od běžných a už známých aplikací viditelného světélkování může být infračervená oblast fosforescence velmi důležitá pro řadu strategických oblastí. Dobrým příkladem je návaznost takto světélkujících předmětů na systémy infračerveného nočního vidění, které používají armády a bezpečnostní složky, když chtějí v noci vidět, ale nebýt viděny.

Tento keramický se může po jisté upravě stát také součástí nátěrových barev. Tak by šlo na dlouhou dobu velmi levně neviditelným světlem osvětlit prakticky cokoliv, co lze natřít. To se může hodit např. noční ostraze muzejí. Stačí speciální materiál na chvilku osvítit běžnou žárovkou a infračervená kamera pak sledované objekty uvidí po řadu dalších dní.

Materiál světélkuje i pod vodou, což je důležité pro práci pod mořem nebo pro monitoring uvnitř tělních tekutin živých organismů. Materiál může mít aplikace také v oblasti vývoje slunečních článků nebo v rámci boje proti rakovině.

Princip infračervené fosforescence

Podstatnou složkou tohoto keramického materiálu, který vydrží světélkovat podle tiskové zprávy až dva týdny, je trojmocný iont chromu. Vnější světlo jeho elektrony nejdříve "vyhodí" na vyšší energetické hladiny. Tyto elektrony by však samy o sobě rychle spadly zpět.

Po speciální úpravě se vědcům podařilo v tomto materiálu dodanou energii „zakonzervovat” po velmi dlouhou dobu, takže elektrony hned nespadnou na původní energetické hladiny. Úprava spočívala ve vytvoření mřížky obsahující zinek a galliogermanát lanthanu. V této mřížce je energie vybuzených elektronů zachycena jako v labyrintu nebo v pasti a nemůže rychle uniknout. Materiál uspokojivě světélkuje i pod vodou, což je důležité pro práci pod mořem nebo pro monitoring uvnitř tělních tekutin živých organismů. Materiál může mít aplikace také v oblasti vývoje slunečních článků nebo v rámci boje proti rakovině.

Zdroje: University of Georgia (UGA), Popular Science, Physorg.com