Les matériaux qui brillent dans le noir, également appelés matériaux phosphorescents, ont la capacité de stocker et d'émettre de l'énergie lumineuse après avoir été exposés à la lumière ou à d'autres formes d'énergie. Ce phénomène est obtenu grâce à un processus appelé phosphorescence, qui implique l'absorption et la libération ultérieure de photons. Voici comment cela fonctionne :

Absorption :

1. Lorsqu'il est exposé à la lumière ou à une autre source d'énergie (par exemple, lumière UV, lumière du soleil, lampe de poche, etc.), le matériau absorbe les photons entrants.

2. Les photons absorbés excitent les électrons de certains atomes ou molécules du matériau, les élevant à un niveau d’énergie plus élevé.

Stockage :

1. Les électrons excités ne reviennent pas immédiatement à leurs niveaux d’énergie d’origine mais sont plutôt piégés dans des états énergétiques métastables. Cela signifie qu’ils restent dans un état excité pendant une durée plus longue, stockant ainsi l’énergie absorbée.

2. La durée de ce stockage dépend du matériau et de ses propriétés spécifiques, qui déterminent la durée pendant laquelle il continuera à briller.

Émission :

1. Après un certain temps, l’énergie stockée est progressivement libérée sous forme de photons de plus faible énergie sous forme de lumière visible.

2. Cette lumière émise donne au matériau son aspect caractéristique qui brille dans le noir, qui peut persister pendant des minutes, voire des heures après l'exposition initiale à la lumière.

3. La couleur de la lumière émise dépend du matériau et de sa composition chimique.

L'émission persistante de lumière dans les matériaux qui brillent dans le noir se produit parce que les états énergétiques métastables ont des durées de vie plus longues que les états excités normaux. Cela permet au matériau de libérer lentement l’énergie stockée au fil du temps, conservant ainsi son éclat même après le retrait de la source lumineuse initiale.

Les matériaux courants qui brillent dans le noir comprennent :

- Sulfure de zinc (ZnS) dopé au cuivre :Émet une lueur jaune verdâtre.

- Aluminate de strontium (SrAl2O4) dopé à l'europium :Fournit une lueur bleu-vert brillante.

- Sulfure de calcium (CaS) dopé au bismuth :Émet une lueur bleu-violet.

Ces matériaux trouvent des applications dans divers produits tels que les jouets qui brillent dans le noir, les panneaux de sécurité, les peintures et revêtements qui brillent dans le noir, les cadrans de montres lumineux, etc.