(Phys.org) —Un "creatore di guai" da un metodo di produzione del vetro passato potrebbe trovare un nuovo uso come diffusore ottico nei trattamenti laser medici, sistemi di comunicazione e illuminazione domestica.

Una forma di cristallo che è stata a lungo considerata una "pietra" indesiderata e non amata nella produzione del vetro potrebbe trovare un uso pratico come diffusore ottico economico ed efficiente, che vengono utilizzati per diffondere e ammorbidire la luce per una vasta gamma di applicazioni industriali e domestiche.

La devitrite è una forma di cristallo che viene prodotta quando il vetro sodico-calcico-silice commerciale viene trattato termicamente per lunghi periodi. Poiché degrada le prestazioni del vetro rendendolo opaco, era considerato un "problemista" nella manifattura del vetro dell'inizio del XX secolo e, una volta identificato, le sue proprietà funzionali non sono mai state studiate. I miglioramenti nella produzione commerciale del vetro hanno permesso di rimuoverlo del tutto dal prodotto finale.

Però, ricercatori dell'Università di Cambridge hanno scoperto che lungi dall'essere adatto per il cestino, il devitrite possiede infatti molte caratteristiche utili che potrebbero renderlo adatto a una serie di applicazioni pratiche.

Scrivere sul diario ACS Nano , i ricercatori hanno scoperto che proprio le caratteristiche ottiche che contribuiscono a rendere indesiderata la devitrite nel vetro commerciale possono renderlo estremamente utile come diffusore ottico economico ed efficiente.

La devitrite coltivata nel vetro è costituita da cristalli aghiformi, formato in forme a ventaglio. Le minuscole distanze tra gli aghi sono simili a quelle della lunghezza d'onda della luce visibile, così quando la luce passa attraverso il devitrito, diffonde la luce con ampi angoli fino a 120 gradi.

I diffusori ottici sono in genere prodotti in serie mediante sabbiatura del vetro, risultando in dispositivi a basso costo che diffondono la luce in modo relativamente uniforme, o diffusori olografici ingegnerizzati più costosi, che può controllare la forma del raggio di luce.

I diffusori a base di devitrite sviluppati dai ricercatori del Dipartimento di Ingegneria e del Dipartimento di Scienza dei Materiali e Metallurgia diffondono la luce in modo più ampio rispetto ai dispositivi sabbiati, dando un certo controllo sulla forma del raggio, a un costo inferiore rispetto ai dispositivi olografici ingegnerizzati.

Il devitrite può essere prodotto su larga scala, semplicemente trattando il normale vetro della finestra con il calore. I cristalli di devitrite crescono nel bicchiere stesso, rendendo i diffusori robusti e resistenti ai danni. Inoltre, l'alto punto di fusione del vetro permette ai diffusori di resistere a temperature superiori a 500°C.

Questi diffusori possono essere utilizzati in una gamma di applicazioni pratiche, da trattamenti laser medici, all'imaging ottico, o anche nell'uso domestico quotidiano. Ad esempio, l'adozione dell'illuminazione a LED ad alta efficienza è stata leggermente rallentata dalla luce intensa prodotta dai LED. Un riproducibile, un diffusore a basso costo su una normale lampadina a LED aiuterebbe a risolvere questo problema, risultando più morbido, luce più calda.

"Per anni, le proprietà di questo materiale non sono state studiate perché era considerato solo un piantagrane nel processo di fabbricazione del vetro che doveva essere eliminato, " afferma il dott. Kevin Knowles del Dipartimento di scienza dei materiali e metallurgia, che ha sviluppato i diffusori con il dottor Haider Butt, ora dell'Università di Birmingham. "Ma guardandolo più da vicino, abbiamo scoperto che potrebbe avere una nuova prospettiva di vita con applicazioni pratiche reali."

Gli inventori stanno attualmente sviluppando la tecnologia per uso commerciale con l'assistenza di Cambridge Enterprise, il braccio di commercializzazione dell'Università.