Blog

Jul 30, 2023

Brillerà

Sostanze che luminengono in modo persistente potrebbero essere utilizzate nelle strade, nei marciapiedi e negli edifici Kurt Kleiner, Conoscibile Intorno all'anno 1603, il calzolaio italiano e alchimista dilettante Vincenzo Casciarolo provò

Le sostanze che luminescono in modo persistente potrebbero essere utilizzate nelle strade, nei marciapiedi e negli edifici

Kurt Kleiner, Conoscibile

Intorno all'anno 1603, il calzolaio italiano e alchimista dilettante Vincenzo Casciarolo provò a fondere una pietra particolarmente densa che aveva trovato sulle pendici del Monte Paderno, vicino a Bologna. Nessun oro, argento o altri metalli preziosi risultarono come aveva sperato. Ma dopo che la pietra si fu raffreddata, Casciarolo scoprì qualcosa di interessante: se avesse esposto il materiale alla luce del sole e poi lo avesse portato in una stanza buia, la pietra si sarebbe illuminata.

Quella “Pietra Bologna” fu la prima sostanza preparata artificialmente e persistentemente luminescente. Ne seguirono molti altri e oggi i materiali luminescenti persistenti vengono utilizzati per decorazioni, illuminazione di emergenza, segnaletica stradale e imaging medico.

Un giorno potrebbero regalarci città luminose che resteranno più fresche e consumeranno meno elettricità.

Una nuova generazione di materiali luminescenti ha il potenziale per rinfrescare le città riemettendo luce che altrimenti verrebbe convertita in calore. Potrebbero anche ridurre il consumo di energia, poiché marciapiedi luminescenti, segnali stradali luminosi o persino edifici luminosi potrebbero sostituire parte dell’illuminazione stradale. Alcune città europee hanno già installato piste ciclabili luminose e alcuni ricercatori hanno studiato l’utilizzo di vernice luminosa per la segnaletica stradale.

"È meglio per l'ambiente", afferma Paul Berdahl, un fisico ambientale ora in pensione del Lawrence Berkeley National Laboratory di Berkeley, in California. "Se la tecnologia può essere migliorata, possiamo usare meno energia... È una cosa utile da fare."

La Pietra di Bologna, una forma del minerale barite, affascinò i filosofi naturali dell'epoca, ma non fu mai particolarmente utile. Ma negli anni ’90, i chimici svilupparono nuovi tipi di materiali fotoluminescenti persistenti, come l’alluminato di stronzio, che mantenevano un forte bagliore per ore dopo l’esposizione alla luce. La maggior parte di questi nuovi materiali emettono una luce blu o verde, anche se alcuni si illuminano di giallo, rosso o arancione.

Tali materiali fotoluminescenti funzionano “intrappolando” l’energia di un fotone e quindi riemettendola come luce a lunghezza d’onda inferiore. A volte la luce viene emessa immediatamente, come in una lampadina fluorescente. Altri materiali, detti persistentemente luminescenti, immagazzinano l'energia più a lungo e la emettono più lentamente.

Questi materiali che brillano intensamente per ore aprono possibilità, come città “glow-in-the-dark” illuminate da marciapiedi ed edifici luminescenti. Poiché il 19% dell’intero consumo energetico globale è destinato all’illuminazione, e in Europa circa l’1,6% specificamente per l’illuminazione stradale, i potenziali risparmi energetici sono elevati, scrivono l’ingegnere edile Anna Laura Pisello e i suoi colleghi nel 2021 Annual Review of Materials Research.

Un problema con questo approccio è che la maggior parte del materiale luminescente non si illumina per tutta la notte. Materiali migliori potrebbero contribuire a risolvere questo problema, afferma Pisello, dell'Università di Perugia, che studia materiali da costruzione ad alta efficienza energetica. Nel frattempo, i materiali esistenti potrebbero essere combinati con l’illuminazione elettrica che resterebbe accesa abbastanza a lungo da ricaricare la segnaletica orizzontale prima di spegnersi nuovamente.

La vernice luminescente potrebbe anche fornire l'illuminazione dell'area esterna. Il laboratorio di Pisello ha sviluppato una vernice fosforescente e in un rapporto del 2019 ha simulato cosa accadrebbe se avessero dipinto con essa un percorso pubblico vicino a una stazione ferroviaria. Brillando per tutta la notte, la vernice ridurrebbe l'energia necessaria per l'illuminazione di circa il 27% nell'area circostante, hanno scoperto gli scienziati.

Se questo evoca la preoccupazione che intere città restino abbagliate durante la notte e aumentino l’inquinamento luminoso dannoso, Pisello dice che è improbabile. I materiali luminescenti probabilmente sostituirebbero solo l’illuminazione esistente, non la aggiungerebbero. Il colore dei materiali luminosi potrebbe essere scelto per evitare le frequenze blu che si sono rivelate particolarmente dannose per la fauna selvatica.

I materiali luminescenti potrebbero anche aiutare a combattere il cosiddetto effetto isola di calore urbano. Tetti e marciapiedi assorbono l’energia del sole e la emettono sotto forma di calore, facendo sì che le temperature estive in città siano in media di 7,7 gradi Celsius più alte rispetto alle campagne circostanti. Le alte temperature rappresentano un potenziale pericolo per la salute e comportano anche un maggiore utilizzo di energia per raffreddare gli edifici.