Bordes de plastico brillantes

La tarde del miércoles fuimos a Zaragoza para encontrarnos con unos buenos amigos que participaban en este evento. Al terminar fuimos a cenar y a tomar una copa. Los gintonics los sirvieron con un agitador como el mostrado en la fotografía adjunta. El motivo del dispositivo es de dudoso gusto (especialmente inadecuado en ese día), pero el material de que está hecho es muy interesante, desde un punto de vista científico.

Si nos fijamos se ve que hay unas líneas brillantes en la figura: los perfiles, tanto izquierdo como derecho, el mentón, el ojo, ondulaciones del pelo. Esas líneas brillantes no son reflejos (me tenéis que creer, pero la foto está hecha en la calle en un día muy nublado, sólo con luz difusa). ¿De dónde procede pues la luz que produce esos brillos?

El plástico es de un tono amarillo que se consigue añadiendo un colorante que, además, es luminiscente. Eso quiere decir que es capaz de absorber fotones de determinada energía (luz de determinados colores) y reemitirlos al cabo de un tiempo mínimo a una energía más baja, en el color amarillo (si el tiempo es largo se le llama fosforescencia, y es el fenómeno tras las cosas que "brillan en la oscuridad"). Esa luz es emitida desde el interior del plástico, que es un medio con un índice de refracción mayor que el del aire.

La luz amarilla emitida desde el interior del plástico, sin ninguna dirección preferente, en muchos casos llega a la superficie del plástico con un ángulo suficiente como para que sufra reflexión total interna, de modo que vuelve al interior. Así, hay una porción de luz que está atrapada en el interior del material hasta que llega a un lugar por el que salir, como son bordes, grietas o pliegues. En resumen, luz que entro por toda la superficie del material se concentra a la salida en algunos lugares. Esa es la razón por la que esos bordes son tan brillantes, porque ahí se ha concentrado la luz.

Este fenómeno de a concentración de luz en los bordes de plásticos coloreados con sustancias luminiscentes se investigó en el final de los años 70 del siglo pasado como concentrador solar con fines energéticos (ver por ejemplo). Desafortunadamente no resultó en productos rentables. El mismo asunto lo retomamos hace unos años para acoplar el plástico coloreado a una fibra óptica y hacer un "embudo de luz" que sirviera como sensor óptico de intensidad luminosa. Lo presentamos en un congreso y se publicó, pero tampoco parece que haya suscitado un interés práctico real. El entorno en el que si se utiliza ampliamente es el decorativo o promocional, como en el caso del agitador de copas de la figura.

Actualización: No sólo el agitador es luminiscente, sino el propio gintonic agitado. La luminiscencia en este caso la da la tónica, más concretamente la molécula de quinina que contiene (está explicado con detalle aquí), y es efectiva en el ultravioleta, es decir que absorbe ultravioleta y devuelve visible (blanco azulado). Este efecto se observa especialmente en antros que tienen iluminación de "luz negra", que emite mucho ultravioleta, donde el cubata parece iluminado a pilas.

PS. Con esta entrada participo en la XIV edición del Carnaval de la física, hospedado por Eulez (participantes aquí)