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Jul 30, 2023

빛날 것이다

지속적으로 발광하는 물질은 거리, 보도 및 건물에서 사용될 수 있습니다. Kurt Kleiner, Knowable 1603년경 이탈리아의 제화공이자 아마추어 연금술사인 Vincenzo Casciarolo가 시도했습니다.

지속적으로 발광하는 물질은 거리, 보도 및 건물에 사용될 수 있습니다.

커트 클라이너, Knowable

1603년경, 이탈리아의 제화공이자 아마추어 연금술사인 빈첸초 카시아롤로(Vincenzo Casciarolo)는 볼로냐 근처 파데르노 산 경사면에서 발견한 특히 밀도가 높은 돌을 제련하려고 했습니다. 그가 바라던 대로 금, 은, 기타 귀금속이 나오지 않았습니다. 그러나 돌이 식은 후 Casciarolo는 흥미로운 사실을 발견했습니다. 물질을 햇빛에 노출시킨 다음 어두운 방에 가져가면 돌이 빛을 발한다는 것입니다.

그 "볼로냐 스톤"은 인공적으로 제조된 최초의 지속적으로 발광하는 물질이었습니다. 더 많은 제품이 뒤따랐으며 오늘날에는 지속성 발광 재료가 장식, 비상 조명, 도로 표시 및 의료 영상에 사용됩니다.

언젠가는 더 시원하고 전기를 덜 사용하는 빛나는 도시를 제공할 수도 있습니다.

차세대 발광 재료는 열로 변환될 빛을 다시 방출함으로써 도시를 냉각시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 또한 발광 보도, 빛나는 도로 표시 또는 심지어 빛나는 건물이 일부 거리 조명을 대체할 수 있으므로 에너지 사용을 줄일 수도 있습니다. 이미 유럽의 일부 도시에서는 빛나는 자전거 도로를 설치했으며 일부 연구자들은 도로 ​​표시에 빛나는 페인트를 사용하는 것을 연구했습니다.

현재 캘리포니아주 버클리에 있는 로렌스 버클리 국립 연구소에서 은퇴한 환경 물리학자인 Paul Berdahl은 "이것이 환경에 더 좋습니다"라고 말합니다. “기술이 향상되면 에너지를 덜 사용할 수 있습니다.… 가치 있는 일입니다.”

중정석 광물의 한 형태인 볼로냐석은 당시 자연 철학자들을 매료시켰지만 결코 특별히 유용하지는 않았습니다. 그러나 1990년대에 화학자들은 빛에 노출된 후에도 몇 시간 동안 강한 빛을 유지하는 스트론튬 알루미네이트와 같은 새로운 유형의 지속성 축광 물질을 개발했습니다. 이러한 신소재의 대부분은 파란색 또는 녹색 빛을 발산하지만 일부는 노란색, 빨간색 또는 주황색 빛을 발합니다.

이러한 축광 물질은 광자의 에너지를 "포집"한 다음 해당 에너지를 더 낮은 파장의 빛으로 재방출하는 방식으로 작동합니다. 때로는 형광등처럼 빛이 즉시 방출되기도 합니다. 지속적 발광이라고 불리는 다른 물질은 에너지를 더 오래 저장하고 더 천천히 방출합니다.

몇 시간 동안 강하게 빛나는 이러한 소재는 발광 포장도로와 건물로 밝혀진 "어둠 속에서 빛나는" 도시와 같은 가능성을 열어줍니다. 전 세계 에너지 사용의 19%가 조명에 사용되고 유럽에서는 특히 가로등에 약 1.6%가 사용되므로 잠재적인 에너지 절감 효과가 크다고 건축 엔지니어인 Anna Laura Pisello와 동료들이 2021년 재료 연구 연례 검토에서 썼습니다.

이 접근법의 한 가지 문제점은 대부분의 발광 물질이 밤새도록 빛나지 않는다는 것입니다. 에너지 효율적인 건축 자재를 연구하는 페루자 대학의 피셀로(Pisello)는 더 나은 재료가 이 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있다고 말합니다. 그 동안 기존 재료를 다시 끄기 전에 도로 표시를 재충전할 수 있을 만큼 오랫동안 켜져 있는 전기 조명과 결합할 수 있습니다.

발광 페인트는 실외 조명을 제공할 수도 있습니다. Pisello의 연구실에서는 이러한 야광 페인트를 개발했으며 2019년 보고서에서 이 페인트로 기차역 근처의 공공 도로를 칠하면 어떤 일이 일어날지 시뮬레이션했습니다. 밤새도록 빛을 내는 페인트는 인근 지역에서 조명에 필요한 에너지를 약 27% 줄일 수 있다고 과학자들은 발견했습니다.

이것이 밤 내내 도시 전체가 눈부시게 빛나고 유해한 빛 공해를 가중시키는 것에 대한 걱정을 불러일으킨다면 그럴 가능성은 거의 없다고 Pisello는 말합니다. 발광 재료는 기존 조명을 대체할 뿐 추가할 수는 없습니다. 빛나는 물질의 색상은 야생동물에게 특히 유해한 것으로 밝혀진 파란색 주파수를 피하기 위해 선택할 수 있습니다.

발광 재료는 또한 도시 열섬 효과로 알려진 현상을 퇴치하는 데 도움이 될 수 있습니다. 옥상과 포장 도로는 태양으로부터 에너지를 흡수하여 열로 방출하므로 도시의 여름 기온은 주변 시골보다 평균 7.7도 더 높습니다. 높은 온도는 잠재적인 건강 위험을 초래할 수 있으며 건물 냉각에 더 많은 에너지가 사용됩니다.