NIEUWE FOSFOR KAN NADEEL TL-BUIS WEGNEMEN

Natuurkundigen van de Universiteit Utrecht hebben een nieuw materiaal ontwikkeld dat ultraviolet licht met een korte golflengte heel efficiënt kan omzetten in zichtbaar licht (Science, 29 januari). Hierdoor wordt het wellicht mogelijk om op termijn het kwik in TL-buizen te vervangen. Dat vormt namelijk niet alleen een belasting voor het milieu, maar is er ook verantwoordelijk voor dat het altijd even duurt voor het licht in een TL-buis aangaat.

De onvermijdelijke `opstarttijd' staat toepassing in fax- en kopieermachines of remlichten in de weg. Een met het edelgas xenon gevulde buis heeft dit bezwaar niet, maar de fosforen die geschikt zijn om het xenon-licht - dat een nog kortere golflengte heeft in het zogeheten vacuüm-ultraviolet - om te zetten zijn minder efficiënt en minder stabiel.

Het grootste probleem is echter dat een energierijk UV-foton wordt omgezet in een veel minder energetisch, zichtbaar lichtdeeltje. Zelfs wanneer elk UV-foton een zichtbaar foton zou creëren, gaat nog ongeveer de helft van de oorspronkelijk geabsorbeerde energie verloren.

De Utrechtenaren hebben daar nu een oplossing voor gevonden: quantum cutting. Via een truc wordt de energie van het UV-foton in tweeën gesneden, waardoor twee zichtbare fotonen ontstaan en een efficiëntie van 200 procent wordt gehaald. Voor dit proces zijn twee soorten metaal-ionen - zogenoemde zeldzame aarden - nodig: het eerste (gadolinium) absorbeert het ultraviolette licht, en draagt een deel van de energie over aan het tweede (europium). De in het gadolinium overgebleven energie wordt in een volgende stap overgedragen aan een ander europium-ion. Beide europium-ionen vervallen vervolgens naar de grondtoestand onder uitzending van in totaal twee (rood-oranje) fotonen.

Om toepassingen in bijvoorbeeld TL-buizen mogelijk te maken is het nog wel zaak dat ook soortgelijke fosforen worden ontwikkeld in het groene en blauwe deel van het spectrum. (Rob van den Berg)