Luminiscencia

Luminiscencia es todo proceso de emisión de luz cuyo origen no radica exclusivamente en las altas temperaturas sino que, por el contrario, es una forma de "luz fría" en la que la emisión de radiación lumínica es provocada en condiciones de temperatura ambiente o baja.

La primera referencia escrita conocida pertenece a Henry Joseph Round.

Cuando un sólido recibe energía procedente de una radiación incidente, esta es absorbida por su estructura electrónica y posteriormente es de nuevo emitida cuando los electrones vuelven a su estado fundamental.

Fuentes luminiscentes

Dependiendo de la energía que la origina es posible hablar de varias clases de luminiscencia: fotoluminiscencia, fluorescencia, fosforescencia, termoluminiscencia, quimioluminiscencia, triboluminiscencia, electroluminiscencia y radioluminiscencia.

En función de la radiación que estimula la emisión de luz, tendremos los siguientes procesos luminiscentes:

• Fotoluminiscencia: Es una luminiscencia en la que la energía activadora es de origen electromagnético^[1]​ (rayos ultravioletas, rayos X, etc.). Usualmente, la luz de excitación es ultravioleta o visible, y la luz emitida por el material luminiscente tiene una longitud de onda mayor^[2]​. Los rayos X en particular producen una intensa luminiscencia. En el caso de los minerales fotoluminiscentes, la luz es absorbida durante un determinado periodo de tiempo y, al ser emitida, lo hace con una longitud de onda mayor que la incidente, es decir, no se trata de un fenómeno óptico de refracción (difracción o reflexión). La fotoluminiscencia se presenta en materiales masivos y nanoestructurados, tales como nanopartículas semiconductoras o puntos cuánticos, así como en nanopartículas metálicas.^[3]​^[4]​ ^[5]​
• Catodoluminiscencia: si el origen es un bombardeo con electrones acelerados (rayos catódicos).
• Radioluminiscencia: si el origen es una irradiación con rayos α, β o γ. Fue observada por primera vez por Pierre Curie y Marie Curie con el elemento radio.

Además de la excitación por radiaciones ionizantes, la luminiscencia puede generarse también mediante una reacción química (quimioluminiscencia), energía mecánica (triboluminiscencia), energía eléctrica (electroluminiscencia), energía biológica (bioluminiscencia), ondas sonoras (sonoluminiscencia), etc.

La emisión de luz tiene lugar a un tiempo característico (τ) después de la absorción de la radiación y es este parámetro el que permite subdividir la luminiscencia en:

• Fluorescencia: Se restringe a la luminiscencia causada por rayos ultravioleta y se caracteriza por tener un tiempo característico τ < 0,00000001 segundos (10^-8 segundos).
• Fosforescencia: Es una luminiscencia que perdura una vez cortada la excitación. Se considera fosforescencia si τ > 0,00000001 segundos (10^-8 segundos).

Existen minerales que, a pesar de haberles retirado la fuente energética que incide sobre ellos, continúan emitiendo luz durante una fracción de segundo, por lo que es difícil a veces diferenciar los fenómenos de fotoluminiscencia y fluorescencia.

Referencias

1. https://lamanobionica.wordpress.com/2013/04/04/nanotubos-de-carbono-aplicados-a-la-medicina/
2. Lakowicz, Joseph R., ed. (2006). Principles of Fluorescence Spectroscopy (en inglés). Springer US. ISBN 978-0-387-31278-1. doi:10.1007/978-0-387-46312-4. Consultado el 20 de enero de 2020. 
3. Bornacelli, Jhovani; Torres-Torres, Carlos; Silva-Pereyra, Héctor Gabriel; Rodríguez-Fernández, Luis; Avalos-Borja, Miguel; Cheang-Wong, Juan Carlos; Oliver, Alicia (9 de mayo de 2017). «Nanoscale influence on photoluminescence and third order nonlinear susceptibility exhibited by ion-implanted Pt nanoparticles in silica». Methods and Applications in Fluorescence 5 (2): 025001. ISSN 2050-6120. doi:10.1088/2050-6120/aa6d8c. Consultado el 20 de enero de 2020. 
4. Bornacelli, J.; Silva-Pereyra, H.G.; Rodríguez-Fernández, L.; Avalos-Borja, M.; Oliver, A. (2016-11). «From photoluminescence emissions to plasmonic properties in platinum nanoparticles embedded in silica by ion implantation». Journal of Luminescence (en inglés) 179: 8-15. doi:10.1016/j.jlumin.2016.06.032. Consultado el 20 de enero de 2020. 
5. Bornacelli, J.; Torres-Torres, C.; Silva-Pereyra, H. G.; Labrada-Delgado, G. J.; Crespo-Sosa, A.; Cheang-Wong, J. C.; Oliver, A. (2019-12). «Superlinear Photoluminescence by Ultrafast Laser Pulses in Dielectric Matrices with Metal Nanoclusters». Scientific Reports (en inglés) 9 (1): 5699. ISSN 2045-2322. PMC PMC6450893 |pmc= incorrecto (ayuda). PMID 30952901. doi:10.1038/s41598-019-42174-1. Consultado el 20 de enero de 2020. 

Enlaces externos

• Fluorophores.org, the database of luminescent dyes
•   Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Luminiscencia.

•   Datos: Q184240
•   Multimedia: Luminescence