Światło chemiczne
Światło chemiczne – świetlik (ang. glow stick, lightstick) jednorazowe źródło światła zbudowane z plastikowego pojemnika zawierającego dwie odizolowane ciecze (jedną w szklanym pojemniku), które po wymieszaniu zaczynają świecić. Światło chemiczne aktywuje się przez zgięcie plastikowego pojemnika zewnętrznego aż do złamania (lub zgniecenia) szklanego pojemnika wewnętrznego. Światło chemiczne może świecić od 5 minut (ultra intensywne) do 12 godzin. Produkowane są świetliki w różnych barwach: zielone (te z reguły świecą najdłużej), czerwone, pomarańczowe, różowe, żółte, niebieskie, fioletowe i białe oraz świecące w podczerwieni.
2. Szklany pojemnik z roztworem nadtlenku wodoru.
3. Roztwór estru kwasu szczawiowego i barwnika fluorescencyjnego.
4. Po zgięciu wewnętrzny, szklany pojemnik pęka i roztwory mieszają się.
5. Po wymieszaniu roztworów światło chemiczne zaczyna świecić.
Nazewnictwo
edytujNazwa „światło chemiczne” jest nazwą opisową, stosowaną z braku lepszej nazwy polskiej. Nazwa „świetlik” stosowana jest przez analogię do świetlika świętojańskiego (Lampyris noctiluca) – owada z rodziny świetlikowatych (Lampyridae) z rzędu chrząszczy (Coleoptera). Światło wytwarzane przez świetlika świętojańskiego powstaje w wyniku bioluminescencyjnej reakcji chemicznej katalizowanej lucyferazą.
Historia światła chemicznego
edytujCPPO (oznaczone znakiem towarowym "Cyalume") zostało wynalezione w 1971 roku przez Michaela M. Rauhuta z American Cyanamid na podstawie pracy Edwina A. Chandrossa i Davida Iby z Bell Labs.[1][2]
W tym samym czasie naukowcy pod kierunkiem Herberta Richtera z China Lake Naval Weapons Center przeprowadzili inne wczesne prace nad chemiluminescencją[3][4].
W latach 1973–1974 wydano kilka patentów w USA na urządzenia tego typu, a następnie w 1976 roku na pojedyncze ampułki, których projekt obejmował także stojak na sygnalizator, dzięki czemu można było go wyrzucić z jadącego pojazdu i pozostawić w pozycji pionowej na drodze. Pomysł taki miał na celu zastąpienie tradycyjnych flar awaryjnych przy zerowym zagrożeniu pożarowym. Na początku lat 80 XX wieku większość świetlików było produkowane w Novato w Kalifornii przez firmę Omniglow Corp.[5][6][7][8]
Większość obecnych świetlików jest produkowane w Chinach[9].
Sposób działania
edytuj
Po aktywacji i wymieszaniu roztworów zachodzi reakcja chemiczna w wyniku której substancja fotouczulająca świeci.
Substancje fotouczulające
edytuj- 9,10-difenyloantracen – barwa niebieska
- 9,10-bis(fenyloetynylo)antracen, 2-chloro-9,10-bis(fenyloetynylo)antracen – barwa zielona
- bis(2-metylopropylo) peryleno-3,9-dikarboksylan – barwa jasnozielona/limonkowa
- Kumaryna 7 – barwa jaskrawozielona
- Tetracen – barwa zielono-żółta
- 1-chloro-9,10-bis(fenyloetynylo)antracen, rubren – barwa żółta
- 5,12-bis(fenyletynylo)naftacen, rodamina 6G – barwa pomarańczowa
- Eozyna Y – barwa pomarańczowa
- Rodamina B – barwa czerwona
Utleniacz
edytujBezwodny nadtlenek wodoru w aprotycznym rozpuszczalniku polarnym np. DMSO lub DMF.
Reduktory
edytujEstry fenolowe kwasu szczawiowego i ich pochodne:
- Szczawian difenylu – Cyalume – DPO
- Szczawian bis(2,4-dinitrofenylowy) – DNPO
- Szczawian bis(2,4,6-trinitrofenylowy) – TEPO
- Szczawian bis(2,4,6-trichlorofenylowy) – TCPO
- Szczawian bis(2,4,6-trichlorofenylo-6- karbopentoksyfenylowy) – CPPO
- Szczawian tert-butylu
Aktywatory
edytujAlkohol tert-butylowy, salicylan sodu oraz octan sodu.
Rozpuszczalniki
edytujFosforan trifenylu, ftalan dimetylu oraz dietylu, DMSO lub DMF. Ewentualnie octan etylu.
Świetliki IR
edytujŚwietliki podczerwone świecą światłem podczerwonym, niewidocznym gołym okiem. Widoczne są przez urządzania noktowizyjne: noktowizory i celowniki noktowizyjne, kamery przemysłowe i amatorskie oraz niektóre rodzaje cyfrowych aparatów fotograficznych. Mogą służyć do oświetlenia, skrytego powiadamiania lub oznaczania celów.
Zastosowanie światła chemicznego
edytuj- oświetlenie w przypadku braku źródła prądu
- oświetlenie awaryjne
- oznakowanie nocne w warunkach polowych (cywilne i wojskowe)
- rozrywka
Alternatywy dla świetlików chemicznych
edytuj- diody elektroluminescencyjne zasilane z baterii
- wojskowy marker stroboskopowy MS-2000M
Przypisy
edytuj- ↑ Edwin A. Chandross, A new chemiluminescent system, „Tetrahedron Letters”, 4 (12), 1963, s. 761–765, DOI: 10.1016/S0040-4039(01)90712-9, ISSN 0040-4039 [dostęp 2024-04-08].
- ↑ Elizabeth Wilson, WHAT'S THAT STUFF?, „Chemical & Engineering News Archive”, 77 (3), 1999, s. 65, DOI: 10.1021/cen-v077n003.p065, ISSN 0009-2347 [dostęp 2024-04-08] (ang.).
- ↑ Sally Ann Rood, Government Laboratory Technology Transfer: Process and Impact Assessment [online], 25 kwietnia 1998 [dostęp 2024-04-08] (ang.).
- ↑ The great glow stick controversy - Student Life Archives [online], 27 lipca 2005 [dostęp 2024-04-08] (ang.).
- ↑ B. Dubrow, E. Guth, Packaged chemiluminescent material, 20 listopada 1973 [dostęp 2024-04-08].
- ↑ C. Gilliam, T. Hall, Chemical lighting device, patent US 3764796A, 9 października 1973 [dostęp 2024-04-08].
- ↑ H. Richter, R. Tedrick, Chemiluminescent device, patent US 3819925A, 25 czerwca 1974 [dostęp 2024-04-08].
- ↑ John H. Lyons, Steven M. Little, Vincent J. Esposito, Chemiluminescent signal device, patent US 3933118A, 20 stycznia 1976 [dostęp 2024-04-08].
- ↑ WHAT'S THAT STUFF? - LIGHT STICKS [online], pubsapp.acs.org [dostęp 2024-04-08].