La scienza del gas neon
La scienza del gas neon è sorprendentemente semplice: il gas neon fu scoperto nel 1898 da William Ramsay e Morris Travers quando lo isolarono nel loro spettometro atomico. Scoprirono immediatamente il colore rosso-arancione in cui brilla il neon quando viene caricato elettricamente e gli diedero l’antico nome greco per ‘nuovo’: neon. Da allora la storia del neon si sviluppò molto rapidamente: nel 1902 il gas neon era venduto in quantità industriali e nel 1912 le insegne al neon cominciarono ad apparire come accattivanti cartelli pubblicitari a Parigi.
Come funzionano le luci al neon?
Il neon appartiene ai gas nobili, insieme a elio, argon, krypton, xeno e radon. Insieme formano il gruppo 18 della tavola periodica. I gas nobili sono noti per la loro proprietà di essere altamente non reattivi: questo perché hanno tutti il guscio esterno pieno di elettroni, sono quindi completamente stabili.
Questo significa che il neon è incolore, inodore e inerte a temperatura ambiente, quindi non è nemmeno pericoloso. È presente naturalmente nell’aria che respiriamo e persino nell’esosfera della luna. Non appena lo si isola in una densità maggiore (è qui che entra in gioco il tubo di vetro) e gli si applica una tensione elettrica moderata, diventa reattivo e si illumina.
Le luci al neon sono quindi composte da un tubo di vetro sigillato contenente una piccola quantità di gas neon. Ad ogni estremità del tubo c’è un elettrodo, che permette di collegare il tubo ad una fonte di energia elettrica e di creare un circuito elettrico. Una volta applicata la tensione elettrica agli atomi di neon, l’energia rimuove un elettrone dal guscio esterno dell’atomo – avendo perso un elettrodo a questo punto gli atomi di neon sono carichi positivamente e sono attratti dal terminale negativo, mentre i singoli elettroni sono attratti dal terminale positivo.
Questo movimento di atomi ed elettrodi è ciò che causa la produzione di luce: quando gli atomi si scontrano tra loro e gli elettrodi rilasciano energia sotto forma di fotone, vengono prodotti luce e calore.
Gli elettrodi di ogni gas nobile rilasciano una specifica e caratteristica lunghezza d’onda di fotoni, che determina il colore in cui il gas brillerà – il neon per esempio brilla di rosso/arancione.
Il colore del neon è strettamente rosso-arancione, nella sua forma pura e in un tubo di vetro trasparente rende il colore rosso classico. Tutte le insegne al neon che non sono in rosso classico, non contengono in realtà il gas neon. Ognuno dei gas nobili brilla nel suo colore quando è esposto ad un’alta tensione; per esempio l’elio diventa rosa, il krypton brilla in giallo/verde, lo xeno brilla in blu lavanda e l’argon in blu chiaro. Il radon è l’unico gas nobile che non reagisce all’elettricità illuminandosi di colore, ed è quindi l’unico gas nobile che non viene mai usato nelle insegne al neon. Oggi, però, tutti i colori tranne il rosso classico contengono in realtà argon. Questo perché l’argon è il gas che richiede meno input elettrico per reagire e quindi utilizza meno energia di tutti.
Lo spettro più ampio di colori delle luci al neon si ottiene utilizzando diversi tipi di rivestimento per il vetro utilizzato per i tubi: ecco perché i tubi al neon sono per lo più bianchi quando sono spenti, o talvolta colorati. Così, mentre il rosso classico e il blu classico sono fatti di vetro trasparente e rispettivamente di vetro al neon e all’argon, tutti gli altri colori si ottengono manipolando il vetro o con polveri fluorescenti (come per i neon rosa, viola o verdi) o colorando effettivamente il vetro (per l’arancio, il blu cobalto e il rosso rubino), piuttosto che il gas.
L’input elettrico richiesto per le insegne al neon, cioè la tua tipica insegna ‘aperta’, è di circa 90 watt, il che la rende effettivamente più efficiente in termini di consumo energetico di una lampadina fluorescente. Inoltre le luci al neon durano generalmente circa 10 anni, dopo di che devono semplicemente essere ricaricate con il gas.
Interessante, usi alternativi del neon sono i tubi a vuoto, i tubi dei contatori di luce, i tubi della televisione e altri, anche se il suo uso più interessante e senza tubi dovrebbe probabilmente essere la crionica: il congelamento dei cadaveri per la conservazione, confidando che in futuro avremo sviluppato la tecnologia medica necessaria per rianimarli. Nel cinema e nell’arte, il neon è stato continuamente associato al futurismo negli ultimi 100 anni – si potrebbe dire che il neon è uno di quei casi in cui la scienza del neon risulta effettivamente fornire la prova di una percezione culturale apparentemente infondata.