Evidência Preliminar. Lâmpadas LED Brancas Podem Emitir Ultravioleta, UV.

Pigmentos Fosforescentes.
Pigmentos Fosforescentes. Emitem Luz por Tempo Prolongado, Após Irradiados com Luz Ultravioleta. Fonte da Imagem: “Pigmentos Fotoluminescentes”. Site Pintura Fosforescente, Espanha.

Autoria: Alberto Federman Neto, AFNTECH.

Publicado em 17 de Dezembro de 2017.

Eu sempre tive curiosidade de saber se lâmpadas de luz branca, de LED, eram capazes de emitir UV.

Meus experimentos preliminares parecem mostrar que lâmpadas LED brancas podem sim, emitir um pouco UV.

Então planejei alguns experimentos.

Tenho na minha casa um antigo interruptor de luz, dos anos 70. com botão de plástico fosforescente, que brilha no escuro (Foto 1). Tipo destas tomadas.

Interruptor Brlilhante.
Meu Interruptor de Luz Antigo, que Brilha no Escuro.

A plaqueta, espelho dele, é uma antiguidade. Veio da casa da minha avó. É uma plaqueta de luz, de fabricação francesa, de 1928, de estanho prateado, que os franceses chamavam “Argent Plaquèe“. Eu  a restaurei e recortei para caber o interruptor.

Espelho de Luz Antigo.
Espelho, Plaqueta de Luz Antiga, de Estanho Prateado. 1928.

Esses interruptores brilham porque contém, suspensas na massa do plástico, partículas de um material, pó fosforescente, Link 2Link 5, genericamente chamado um “fósforo”.

Nesses materiais fosforescentes, quando recebem radiação ultravioleta, os elétrons  são excitados para sub-níveis de energia mais altos, e ao voltar ao estado fundamental, perdem essa energia muito lentamente (por ser transição eletrônica proibida, “forbidden”), como luz. Fosforescência. BARYSNIKOV, G.; MINAEV, B.; ÂGREN, H. Chem. Rev. 117, 6500 (2017). HELMENSTINE, A.M. “Fluorescence Versus Phosphorescence.” (2019). DONOSO, J.P. “Espectroscopia Eletrônica, Moléculas.” Universidade de São Paulo, USP. Instituto de Física de São Carlos, IFSC.

Esses “fósforos”, pós fosforescentes, tem composição química definida que vai variar com a cor da fosforescência: aluminatos, Link 6ortossilicatos,  sulfetos, boretosLink 7, de estrôncio , cálcio, zinco, ou outros metais alcalino terrosos. JORISSEN, W.P. J. Chem. Educ. 25, 685 (1948).

Mas os mais comuns são os que emitem fosforescência verde.  São compostos de aluminato de estrôncio  dopado ou não , com európio, Link 3, Link 4,  e/ou sulfeto de cálcio ou de zinco, ativado ou não por íons de cobre ou prata. Link 25.

Esses pós fosforescentes tem efeito bonito, servem em muitos experimentos científicos, e podem ser preparados em laboratório, mas a preparação é delicada, precisa partir de sais muito puros, exige operações de sinterização e calcinação, e se a pureza dos materiais de partida não for boa, o efeito final é prejudicado. Para você estudar e conhecer, is algumas preparações modernas: SON, N.M. et al.  J. Phys. Conference Series, 187, 012017 (2009). ZHANG, J. et al. Mat. Lett. 26, 4315 (2003).   . BARROS, B.S. et al. Cerâmica 51, 63 (2005). NURDRAGE (2018); Link 28; ROJAS-HERNANDEZ, R.E. et al. Ren. Sust. En. Rev. 81, 2795 (2018). Links 29, 30, 31.

Em todo o caso, podem ser comprados prontos, no comércio. Link 8. Link 9. Link 26. Link 27. Link 32.

Voltando a nosso experimento. o plástico do interruptor contém sulfeto de zinco, por isso, ele brilha no escuro, quando, antes, foi iluminado por luz ultravioleta.

Primeiro iluminei com a luz fluorescente do próprio banheiro. Veja Item 3, neste Artigo. Fluorescentes emitem um pouco de UV, portanto, o interruptor brilhou no escuro. Controle Positivo.

Com a luz do banheiro apagada, iluminei o interruptor com minhas lanternas de pilhas LED. Veja Itens 2 e 6, neste Artigo. Após apagar a lanterna, notei que o interruptor brilhava.

Iluminando com a Lanterna.
Iluminando o Interruptor com a Lanterna.
Interruptor Brilhando.
A Tecla do Interruptor, Contendo Fósforo de Sulfeto de Zinco, Brilha Após Excitação pela Luz da Lanterna.

Fiz uma  pequena revisão de literatura. Há reportos de que lâmpadas de LED de luz branca não emitiriam UV: Links 10, 11, 12, 13, 14, 15. Os LEDs, puramente, não emitem, mas os fósforos usados para fazer a luz mais branca, podem emitir. Links: 16, 17, 18, 19 , 25.

De fato, até existem lâmpadas LED de luz azul e ultravioleta, especiais para emitir esses comprimentos de onda. Links: 20, 21, 22, 23, 24.

Meus experimentos e a revisão de literatura que fiz, parecem mostrar evidências de que Lâmpadas LED de luz branca, podem sim emitir UV, embora pouco.

Experimentos relacionados aos meus foram feitos por pesquisadores Americanos, e parecem corroborar meus resultados. HERSHBERGER, S.A.S.; SARQUIS, A.M. LOGUE, R.M. “Using LEDs to Demonstrate Properties of Light and Interaction of Light and Matter. Purdue University, Indiana, EUA. Mesmo LEDs azuis já tem energia suficiente: FLIN SCIENTIFIC, Photonic Phosphorescence. (2016).