Triboluminescență - luminiscență rezultată din distrugerea corpurilor cristaline . De exemplu, la spargerea unui cristal de zahăr, se obține un fulger albăstrui frumos. Strălucirea poate apărea și în cristale de gheață, cuarț și multe altele [1] .
Efectul Kopp - Etchells . Jurnalistul american Michael Yohn a observat o strălucire neobișnuită care apare la aterizarea sau decolarea unui elicopter în deșert din cauza frecării palelor elicopterului pe particulele de nisip și praf din aer. Fenomenul a fost numit după doi soldați americani - Kopp și Etchels - care au murit în iulie 2009 în Afganistan [2] .
Fraktoluminiscența este adesea folosită ca sinonim pentru triboluminiscență. Aceasta este emisia de lumină din spargerea (mai degrabă decât frecarea) cristalului, dar spargerea are loc adesea prin frecare. În funcție de compoziția atomică și moleculară a cristalului, atunci când cristalul se rupe, poate avea loc separarea sarcinii, lăsând o parte a cristalului spart încărcată pozitiv și cealaltă încărcată negativ. Ca și în cazul triboluminiscenței, dacă separarea sarcinii duce la un potențial electric suficient de mare, se poate produce o descărcare prin gol și prin gazul din baia dintre interfețe.
Triboluminiscența diferă de piezoluminiscență prin aceea că materialul piezoluminiscent emite lumină atunci când este deformat , mai degrabă decât spart. Acestea sunt exemple de mecanoluminiscență, care este luminiscența rezultată din orice acțiune mecanică asupra unui solid.
Prima dovadă înregistrată provine de la filozoful britanic Francis Bacon , când în 1620 a notat: „Este, de asemenea, cert că orice zahăr, fie că este condimentat (cum se numește) sau simplu, dacă este tare, scânteie dacă este spart. întuneric sau răzuit cu un cuțit”. [3] .
Omul de știință Robert Boyle a raportat, de asemenea, o serie de lucrări despre triboluminiscență în 1663.
La sfârșitul anilor 1790, producția de zahăr a început să producă cristale de zahăr mai rafinate. Aceste cristale au fost modelate într-un con dur mare pentru transport și vânzare. Acest con dur de zahăr a trebuit să fie spart în bucăți utilizabile folosind un dispozitiv cunoscut sub numele de tăietor de zahăr . Oamenii au început să observe că atunci când zahărul „mușca” în lumină slabă, erau vizibile mici sclipiri de lumină.
Un caz important din punct de vedere istoric de triboluminiscență a avut loc la Paris în 1675. Astronomul Jean-Félix Picard a observat că barometrul său strălucea în întuneric în timp ce îl purta. Barometrul său consta dintr-un tub de sticlă umplut parțial cu mercur . Ori de câte ori mercurul aluneca pe tubul de sticlă, spațiul gol de deasupra mercurului strălucea. În timp ce investigau acest fenomen, cercetătorii au descoperit că electricitatea statică poate face ca aerul de joasă presiune să strălucească . Această descoperire a deschis posibilitatea iluminatului electric .
Nativii din Utah din centrul Colorado sunt unul dintre primele grupuri documentate de oameni din lume cărora li se atribuie utilizarea mecanoluminiscenței, care implică utilizarea cristalelor de cuarț pentru a genera lumină. Utah a proiectat zornăioare ceremoniale speciale din piele brută de bivol, pe care le-au umplut cu cristale de cuarț limpede colectate din munții Colorado și Utah. Când zdrăngăniile erau scuturate noaptea în timpul ceremoniilor, frecarea și stresul mecanic al cristalelor de cuarț în contact unele cu altele au provocat sclipiri de lumină vizibile prin pielea translucidă de bivol.
În cele mai multe cazuri, triboluminiscența durează numai în momentul deteriorării mecanice a substanței în sine, dar uneori este posibil să se observe o strălucire. Acetanilida și acidul sulfanilic au această proprietate .
În ciuda diferențelor de versiuni, a fost posibilă stabilirea unor regularități între structura și compoziția compușilor chimici cu capacitatea lor de triboluminiscență.
Experimental, s-a constatat că din 510 probe (400 compuși organici , 110 compuși anorganici ), 121 probe organice (30%) și 6 anorganice (5,5%) au capacitatea de triboluminiscență.
Este posibil să se evidențieze legătura triboluminiscenței cu anumite grupări atomice ciclice. Luminiscența a fost observată în compușii aromatici și hidroaromatici în aproximativ 36% din toate cazurile investigate, iar în compușii alifatici doar în 13%. Trebuie subliniat faptul că intensitatea luminii emise în compușii ciclici este mult mai mare decât în compușii cu un lanț deschis de atomi de carbon.
În plus, gruparea hidroxil , gruparea carbonil , precum și azotul legat secundar și terțiar au un efect deosebit de favorabil asupra triboluminiscenței. Aceste date sunt în bună concordanță cu faptul că dintre alcaloizii naturali, majoritatea (47 din 74 de probe studiate, adică 63,5%) au proprietăți triboluminiscente [4] .
Culori flash| Component chimic | culoarea triboluminiscenței |
|---|---|
| Zahăr | Albastru |
| Cuarţ | Portocale |
| Gheaţă | alb |
| Cumarină | alb |
| nitrat de uranil | Verzui |
| Uranil acid acetic | Verzui |
| Diamant | Roșu sau albastru |
| Acid clorhidric anilină | violet |
Cauzele triboluminiscenței sunt variate și nu sunt pe deplin înțelese. În unele cazuri, se explică prin excitarea fotoluminiscenței de către descărcări electrice care apar în timpul divizării unui corp cristalin , în alte cazuri este cauzată de mișcarea dislocațiilor în timpul deformării.
Fenomenul biologic de triboluminiscență se datorează recombinării radicalilor liberi în timpul activării mecanice [5] .
Diamantul poate începe să strălucească în timpul frecării. Acest lucru se întâmplă uneori cu diamantele în timp ce lustruiți o tăietură sau tăiați un diamant prin procesul de tăiere. Diamantele pot avea fluorescență în albastru sau roșu. Unele alte minerale, cum ar fi cuarțul, sunt triboluminescente și emit lumină atunci când sunt frecate unele de altele.
Banda adezivă simplă („bandă adezivă”) are o linie strălucitoare unde banda se desprinde de pe rolă. În 1953, oamenii de știință sovietici au observat că este posibil să se producă imagini cu raze X prin îndepărtarea unui strat dintr-o rolă de bandă adezivă în vid [6] . Mecanismul de generare a razelor X a fost studiat încă din 2008 [7] . Cazuri similare de emisie de raze X sunt observate și cu metale. O caracteristică distinctivă a acestui caz este că substanța în sine nu este deteriorată aici. Când straturile sunt separate, contactul adeziv este distrus, însoțit de radiație EMP .
De asemenea, atunci când cristalele de zahăr sunt zdrobite, se creează câmpuri electrice minuscule care separă sarcinile pozitive și negative, care apoi creează scântei pe măsură ce încearcă să se reunească. Bomboanele Wint-O-Green „Life Savers” funcționează deosebit de bine pentru a crea aceste scântei, deoarece uleiul de copac de iarnă ( salicilat de metil ) este fluorescent și transformă lumina ultravioletă în albastru.
Triboluminiscența poate apărea atunci când o picătură Prince Rupert este spulberată de o forță puternică, cum ar fi un glonț. Un fulger strălucitor de lumină albă poate apărea înaintea căderii de la capul picăturii la coadă.
Triboluminiscența este un fenomen biologic observat în timpul deformării mecanice și electrizării de contact a suprafeței epidermice a oaselor și țesuturilor moi, la mestecarea alimentelor, la frecarea articulațiilor vertebrelor, în timpul actului sexual și în timpul circulației sanguine.
Tăierea abrazivă cu jet de apă a ceramicii (cum ar fi plăcile) creează o strălucire galben-portocalie la locul expunerii la un flux de viteză foarte mare.
Deschiderea unui plic sigilat cu adeziv polimeric generează lumină care poate fi văzută ca fulgerări albastre în întuneric.
Pentru a observa triboluminiscența, este suficient să zdrobiți bucăți de zahăr sau să zgâriați cristale de cuarț sau o bucată de silex într-o cameră întunecată. Pentru a obține cel mai bun rezultat, este absolut necesar să obțineți întuneric perfect și să lăsați ochilor să se obișnuiască timp de 15-20 de minute.
Un alt mod simplu de observat este derularea benzii adezive (scotch band).
Triboluminiscența poate fi utilizată în dezvoltarea senzorilor/materialelor inteligente. Această metodă poate fi implementată și în tehnica metalurgiei pulberilor. EMP este o astfel de emisie care însoțește deformațiile mari. Dacă este posibil să se identifice un element care dă răspunsul maxim EMR cu un stimul mecanic minim, atunci acesta poate fi adăugat la materialul principal și, astfel, să se stabilească noi tendințe în dezvoltarea materialului intelectual. Lumina indusă de warp poate servi ca un instrument puternic pentru detectarea și prevenirea defecțiunilor.
Există posibilitatea apariției și dezvoltării iluminatului triboluminiscent.
| Concepte | |||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Modul de apariție |
| ||||||||||||||
| Alte surse de lumină | |||||||||||||||
| Tipuri de iluminat |
| ||||||||||||||
| Corpuri de iluminat |
| ||||||||||||||
| Articole similare | |||||||||||||||