Meu texto no último "As Letras entre as Artes"
O Ano Internacional da Luz só terminará no dia
21 de Junho, data do solstício de Verão, na Casa da Música do Porto.
Continuemos pois a falar de luz.
Desde Thomas Edison que conhecemos e usamos lâmpadas eléctricas. Se anos antes
se tinha conseguido produzir em grande escala energia eléctrica, a verdade é
que só com o inventor norte-americano começámos a ter luz eléctrica em nossas
casas e nas ruas, em substituição progressiva mas muito rápida da antiga luz
química, resultante de uma forma ou outra de combustão e bastante mais perigosa
e cara. A primeira lâmpada incandescente
com capacidade comercial foi construída por Edison em 1879 (curiosamente o ano
em que Einstein nasceu). O seu filamento era de carbono, mas Edison depressa percebeu
que este material era facilmente perecível, vindo a ser substituído pelo
tungsténio. A evolução das tecnologias é
ilustrada pelo facto de hoje praticamente já não existirem lâmpadas de
tunsténio. Estas foram sendo substituídas, nos tempos mais recentes, por
lâmpadas compactas fluorescentes e por lâmpadas LED, as iniciais das palavras Light Emitting Diode. As lâmpadas de tungsténio
passaram a ser proibidas nos Estados Unidos em 2014 por questões ambientais: o
seu rendimento é muito mais baixo do que o das lâmpadas de de tungsténio, obrigando a maior consumo de
energia eléctrica e, portanto, a maiores emissões de gases de efeito estufa. As
lâmpadas fluorescentes compactas (criadas
pelo inventor norte-americano Peter Hewitt em 1901) usam apenas um quinto a um terço da energia eléctrica do que as lâmpadas
de tungsténio (isto é, dão cinco a três vezes mais luz para a mesma potência
eléctrica), e duram cerca de dez vezes mais. A desexcitação dos electrões de
átomos de mercúrio, contidos num tubo sujeito a uma descarga eléctrica, origina
luz ultravioleta, e uma cobertura de material fosforado, converte-a, por
fluoerscência, em luz visível. Essas lâmpadas têm o inconveniente de usarem mercúrio, o que obriga a separação
quando são deitadas ao lixo.
Toda a tecnologia tem o seu tempo. Cada vez mais cresce o uso, em vez de
lâmpadas fluorescentes de mercúrio, das lâmpadas LED. Podem ser vinte vezes mais eficientes do que as
lâmpadas de incandescência e não apenas cinco vezes como as lâmpadas
fluorescentes. Por outro lado, as lâmpadas LED duram bastante mais do que as
outras: o seu tempo de vida é cerca de cem vezes maior do que o das lâmpadas de
incandescência e não apenas cerca de dez vezes. É, sem dúvida, um grande avanço!
Foi longa a chegada até aos LED actuais. A investigação dos primeiros LED
deveu-se a um russo obscuro, Oleg Osev, que viveu no tempo dos sovietes. Apesar
de não ter uma educação formal e de não ter passado de um técnico, criou o primeiro LED (de cor verde e muito
pouco eficiente) em 1927. Osev chegou a escrever a Einstein, sem ter obtido
resposta, dizendo-lhe que o efeito presernte no díodo (uma junção de um
material semicondutor que fornece electrões com outro que os recebe) era uma
espécie de efeito fotoeléctrico, que Einstein tinha descrito em 1905, mas ao
contrário: Se no efeito fotoeléctrico os electrões de um metal são arrancados
pela luz ultravioleta, no díodo luminescente a luz visível é emitida a partir de uma corrente eléctrica, que não
precisa de ser muito intensa. Mas Osev não conseguiu dar uma explicação teórica.
Morreu, provavelmente de fome como tantos outras vítimas, em Lenigegrado em
1942.
Demorou muito a perceber o fenómeno e a encontrar as suas aplicações. Só
no fim da guerra, mais precisamente, em 1951, um trabalho na Physical Review, numa revista científica
de topo norte-americana, aparecia uma explicação do fenómeno com base na mecânica
quântica. Na região de contacto, sob a acção do campo eléctrico, ocorre um
rearranjo dos electrões, saltando os que estão em níveis energéticos elevados para
níveis mais baixos. Estes saltos dão-se com emissão de luz, cuja cor depende do
“tamanho” do salto. Nalguns materiais, a luz pode mesmo ser ultravioleta e infravermelha (“cores” que estão para lá das
cores que o nosso olho vê). Foram várias as empresas norte-americanas que desenvolveram
a tecnologia, formecendo nos anos 60 LED vermelhos que serviam para monitorizar
dispositivos eléctricos e electrónicos.
Foram os japoneses que deram um grande salto em frente no início dos anos
90, com o desenvolvimento de LED que emitiam luz azul. A Academia de Ciências
de Estocolmo atribuiu o Prémio Nobel da Física de 2014 a três cientistas
japoneses: Isamu Akasaki e Hiroshi Amano, da
Universidade de Nagóia, no Japão, e Shuji Nakamura, actualmente na Universidade
de Califórnia - Santa Barbara, pela “invenção
de eficientes díodos emissores de luz azuis, que permitiram a criação de luzes
brancas brilhantes e economizadoras de energia.” Com semicondutores
adequados, os japoneses produziram não só díodos de cor azul mas também de luz ultravioleta: quer num caso
quer noutro, tal como nas lâmpadas de mercúrio, uma cobertura de fósforo
permite emitir luz branca, de algum modo semelhante à luz que provém da nossa
estrela, mas com uma importante diferença: a luz LED é fria, isto é, a
luminescência não produz aquecimento, o que explica a grande eficácia da
tecnologia.
.
Vivemos num mundo cada vez mais
iluminado por lâmpadas LED. Temos LED em nossas casas (de habitação, de
escritório ou de comércio) e nas nossas ruas. Para aumentar a luminosidade,
colocam-se várias lâmpadas LED pequenas no espaço correspondente a uma única
lâmpada antiga. Também já são usados LED em ecrãs de televisão. Aquilo a que se
chama normalmente ecrãs LED são, de facto, cristais líquidos com iluminação LED
traseira, mas já começaram a aparecer ecrãs LED que dispensam os cristais
líquidos. O jogo de futebol da final da Taça dos Campeões de 2011, entre o
Manchester United e o Barcelona, foi exibido na cidade de Gotenburgo na Suécia
numa grande ecrã LED, que permitia visão tridimensional com o auxílio de óculos.
A viagem em direcção ao admirável mundo
novo não acabou. Hoje fabricam-se OLED, onde o O de Organic. Os LEDs de materiais orgânicos, permitem lâmpadas
flexíveis, mais apropriadas para ecrãs. Esta nova transformação dos LED mostra
mais uma vez o enorme poder que a ciência, através da tecnologia, exerce nas
nossas vidas.
.jpg)
Sem comentários:
Enviar um comentário