|
|

Приглашаем посетить расширенную версию сайта www.GG2.com.ua
|
|
|
|
|
|

|
| История Хемилюминесценции |
| |
В наши дни Хемилюминесцентные(chemiluminescent) продукты производятся во всевозможных цветах и формах. Но, не смотря на очаровательность и вездесущность «Хемилюминесценции» (Chemiluminescence), мало кто интересуется процессами, которые бы могли производить свечение, да еще и разными цветами…Попробуем пролить немного света в данном вопросе…
Человек всегда был очарован «холодным» сиянием светлячков мерцающих среди ночной темноты. Механизм свечения у «светлячков» (основан на окислении luciferin-а) невероятно эффективен – 80 из 100 реагирующих молекул идут на производство фотонов света.
В начале 60-х, когда ученые делали свои первые шаги в создании собственного «светлячка», они уже знали что им необходимо: молекулы, которые излучают свет, в возбужденном состоянии и источник энергии для возбуждения молекул.
Существуют различные возможные источники энергии: свет, тепло, электричество…
В Хемилюминисценции таким источником является химическая реакция.
Но реакция должна была вырабатывать огромную порцию энергии, и мгновенно доставлять ее к флуоресцентным молекулам без излучения тепла. Существовало всего несколько известных примеров столь совершенных процессов.
Также в начале 60-х, Эдвин Чандрос, молодой химик их Лабораторий Белла в Мюррей Хилл (Нью Джерси), находился в поисках объяснения «Хемилюминесценции» (иначе говоря, химического света). Наиболее приемлемыми элементами реакции оказались Пероксиды, с их возможностью высвобождать большое количество энергии в процессе некоторых химических реакций.
После множества экспериментов он открыл для себя, что оксалил-хлорид(oxalyl chloride) смешанный с перекисью водорода и флюоро-краской производят свечение вследствие химической реакции. Эффективность была всего 0,1, но это было начало, из которого появилась современный «химический свет». Чандрос даже и не подозревал о силе своего открытия, поэтому так его и не запатентировал.
В тоже время химик Майкл Рохат был начальником исследовательской группы в American Cyanamid в Стэмфорде (штат Коннектикут). Он со своими коллегами переписывался с Чандросом о химии его оксалил хлорида; потом они принялись работать над реакцией, изучая ее, и пытаясь найти условие, при котором химический свет будет достаточно интенсивным для применения на практике.
Рохат и его коллега Лазло Боллуки разработали ряд оксалатных эфиров(oxalate esters). В конце концов, Рохат разработал фенил оксалатный эфир(phenyl oxalate ester), который при смешении с перекисью водорода и краской, давал выход реакции в 5 квантов света – не так эффективно как у светлячка, но все же удивительно полезный. Они нарекли его Cyalume, и это название стало торговой маркой для химических продуктов American Cyanamid
«Это был великий проект», - нежно отзывается о проекте, пенсионер Рохат. «Мы столкнулись с большим количеством сюрпризов»
Группа начала поиск Флюоресцентых красок для создания различных цветов. К примеру, обыкновенный зеленый цвет в большинстве светящихся палочек идет от 9,10-bis(phenylethynyl)anthracene, 9,10-diphenylanthracene дает синий.
Эрл Кранор, глава Omniglow's R&D, продолжил разрабатывать новые коммерческие применения химического света. Один из его последних проектов – светящаяся палочка, которая работает при «минусовых» температурах. Он также постоянно пытался достичь большей эффективности и лучших цветов.
Светящаяся палочка – очень простая конструкция, состоящая из стеклянного пузырька содержащего химикаты, он находиться внутри пластиковой палочки содержащей дополнительные химикаты. Обычно в смесь добавлены флуоресцентные краски.
Скорость реакции, и, соответственно, интенсивность излучаемого света зависят от температуры. Нагретая светящаяся палочка будет светиться ярче и потухнет быстрее. Если поместить ее в холодильник, то потом свечение будет длиться дольше, но не так ярко, как обычно.
Изогнутая внешняя-пластиковая палочка ломает стеклянный пузырек внутри, и химикаты получают возможность смешиваться. Два химических компонента вступают в реакцию, высвобождая энергию, которая в свою очередь, действуя на флуоресцентную краску, превращается в свет. Обычно основные химикаты это перекись водорода (hydrogen peroxide), который также используется при покраске волос и местной дезинфекции, фенилоксалатный эфир(phenyl oxalate ester) и флуоресцентная краска. Перекись водорода является активатором, и находиться в стеклянном пузырьке. Фенилоксалатный эфир и краска заполняют большую часть пластикой тубы.
Вот что происходит, когда они смешиваются:
- Перекись водорода окисляет эфир, получается фенол и нестабильный эфир перокси кислоты(peroxyacid ester), который разлагается, в результате чего получается еще больше фенола и циклическая составляющая пероксида.
- Циклическая составляющая пероксида разлагается и формируется углекислый газ, высвобождая энергию в флуоресцентную краску
- Электроны в краске переходят в возбужденное состояние и высвобождают энергию в виде света.
Химические реакции, результатами которых является излучение света, называются «Хемилюминесценцией»
|
| |
|
Что такое «Хемилюминесценция»?
|
| |
|
Хемилюминесцентные продукты развились из разработки Правительства США, которое началось в 1963. На протяжении 2-х десятилетий, федеральные службы, включая Службу Морских Исследований и НАСА, которые были орудиями в разработке практических осветительных систем, которые бы не вырабатывали тепла и не требовали бы электричества для работы. Результатом стал процесс Хемилюминесценции, который мы можем наблюдать в светящихся палочках HiLight сегодня.
| | |
Как это работает?
|
| |
Все очень просто. Хемилюминесценция начинается со смешения двух жидких химикатов: перекись водорода с краской и активатора. Одна жидкость находиться в запечатанной стеклянной пробирке, которая в свою очередь находиться в запечатанной пластиковой тубе вместе с другой жидкостью. Когда необходим свет – пластиковую тубу изгибают, стеклянная пробирка ломается, жидкости вступают в реакцию и производят свет.
Длительность и интенсивность свечения обратно-пропорционально зависимы: чем длительнее свечение, тем ниже его интенсивность. Например, 12-часовая 15см зеленая палочка производит приблизительно 300 Лк (средняя светимость) в то время как 5-минутная 15см Ультра-Оранжевая палочка выделяет 2000 Люкс.
Возможно, многие заявят, что эти холодные научные знания развенчают своеобразную романтику. Теперь, когда секреты химического-света предстали в таких деталях…пропала ли «магия»??
|
|
::
::
::
::
::
|
| | копирайт © GlowGroup, 2007. | | powered by :: 4ukA-SYSTEMS :: |
|
|