(Phys.org) —Un « fauteur de troubles » d'une méthode révolue de production de verre pourrait trouver une nouvelle utilisation en tant que diffuseur optique dans les traitements médicaux au laser, systèmes de communication et éclairage domestique.

Une forme de cristal qui a longtemps été considérée comme une « pierre » indésirable et mal aimée dans la fabrication du verre pourrait trouver une utilisation pratique comme diffuseur optique bon marché et efficace, qui sont utilisés pour diffuser et adoucir la lumière pour une gamme d'applications industrielles et domestiques.

La dévitrite est une forme de cristal qui est produite lorsque le verre sodocalcique commercial est traité thermiquement pendant de longues périodes. Comme il dégrade les performances du verre en le rendant opaque, il était considéré comme un « fauteur de troubles » dans la fabrication du verre au début du 20e siècle et, une fois identifié, ses propriétés fonctionnelles n'ont jamais été étudiées. Les améliorations apportées à la fabrication du verre commercial ont permis de le retirer complètement du produit final.

Cependant, des chercheurs de l'Université de Cambridge ont découvert que loin d'être à la poubelle, le dévitrite possède en fait de nombreuses caractéristiques utiles qui pourraient le rendre approprié pour une gamme d'applications pratiques.

Ecrire dans le journal ACS Nano , les chercheurs ont découvert que les caractéristiques optiques mêmes qui contribuent à rendre le dévitrite indésirable dans le verre commercial peuvent le rendre extrêmement utile en tant que diffuseur optique peu coûteux et efficace.

La dévitrite cultivée dans le verre se compose de cristaux en forme d'aiguilles, formé en forme d'éventail. Les petits espacements entre les aiguilles sont similaires à celui de la longueur d'onde de la lumière visible, Ainsi, lorsque la lumière traverse le dévitrite, il diffuse la lumière à de grands angles allant jusqu'à 120 degrés.

Les diffuseurs optiques sont généralement produits en masse par sablage du verre, résultant en des dispositifs à faible coût qui diffusent la lumière d'une manière relativement uniforme, ou des diffuseurs holographiques d'ingénierie plus chers, qui peut contrôler la forme du faisceau de lumière.

Les diffuseurs à base de dévitrite développés par les chercheurs du Département d'ingénierie et du Département des sciences des matériaux et de la métallurgie diffusent la lumière plus largement que les dispositifs sablés, tout en donnant un certain contrôle sur la forme du faisceau, à moindre coût que les dispositifs holographiques d'ingénierie.

Le dévitrite peut être produit à grande échelle, simplement en traitant le verre à vitre ordinaire avec de la chaleur. Les cristaux de dévitrite se développent dans le verre lui-même, rendant les diffuseurs robustes et résistants aux dommages. En outre, le point de fusion élevé du verre permet aux diffuseurs de résister à des températures supérieures à 500°C.

Ces diffuseurs pourraient être utilisés dans une gamme d'applications pratiques, des traitements médicaux au laser, à l'imagerie optique, ou même dans un usage domestique quotidien. Par exemple, l'adoption d'un éclairage LED à haute efficacité a été quelque peu ralentie par la lumière crue produite par les LED. Un reproductible, un diffuseur à faible coût sur une ampoule LED ordinaire aiderait à résoudre ce problème, résultant en plus doux, lumière plus chaude.

"Pendant des années, les propriétés de ce matériau n'ont pas été étudiées car il était considéré comme un simple trouble-fête dans le processus de fabrication du verre qu'il fallait éliminer, " déclare le Dr Kevin Knowles du Département des sciences des matériaux et de la métallurgie, qui a développé les diffuseurs avec le Dr Haider Butt, maintenant de l'Université de Birmingham. "Mais en y regardant de plus près, nous avons découvert qu'il pouvait avoir une nouvelle vie avec de réelles applications pratiques."

Les inventeurs développent actuellement la technologie à des fins commerciales avec l'aide de Cambridge Enterprise, la branche de commercialisation de l'Université.