Triboluminescens - luminescens , der opstår ved ødelæggelse af krystallinske legemer . For eksempel, når man knækker en sukkerkrystal, opnås et smukt blåligt glimt. Glød kan også forekomme i krystaller af is, kvarts og mange andre [1] .
Kopp - Etchells - effekten . Den amerikanske journalist Michael Yohn bemærkede en usædvanlig glød, der opstår, når man lander eller starter en helikopter i ørkenen på grund af helikopterbladenes friktion på partikler af sand og støv i luften. Fænomenet blev opkaldt efter to amerikanske soldater - Kopp og Etchels - som døde i juli 2009 i Afghanistan [2] .
Fraktoluminescens bruges ofte som et synonym for triboluminescens. Dette er emissionen af lys fra at bryde (i stedet for at gnide) krystallen, men splintring sker ofte ved gnidning. Afhængigt af krystallens atomare og molekylære sammensætning, når krystallen går i stykker, kan ladningsadskillelse forekomme, hvilket efterlader den ene side af den ødelagte krystal positivt ladet og den anden negativt ladet. Som i tilfældet med triboluminescens, hvis adskillelsen af ladning fører til et tilstrækkeligt stort elektrisk potentiale, kan der ske en udladning gennem spalten og gennem gassen i badet mellem grænsefladerne.
Triboluminescens adskiller sig fra piezoluminescens ved, at det piezoluminescerende materiale udsender lys, når det deformeres , snarere end brudt. Disse er eksempler på mekanoluminescens, som er luminescens som følge af enhver mekanisk påvirkning på et fast stof.
Det første registrerede vidnesbyrd kommer fra den britiske filosof Francis Bacon , da han i 1620 bemærkede: "Det er også sikkert, at alt sukker, uanset om det er krydret (som det kaldes) eller almindeligt, hvis det bare er hårdt, funkler, hvis det knuses i den mørke eller skrabet med en kniv." [3] .
Videnskabsmanden Robert Boyle rapporterede også om en række af hans arbejde med triboluminescens i 1663.
I slutningen af 1790'erne begyndte sukkerproduktionen at producere mere raffinerede sukkerkrystaller. Disse krystaller blev formet til en stor hård kegle til transport og salg. Denne hårde sukkerkegle skulle brydes i brugbare stykker ved hjælp af en anordning kendt som en sukkerskærer . Folk begyndte at bemærke, at når sukkeret "bid" i svagt lys, var små lysglimt synlige.
Et historisk vigtigt tilfælde af triboluminescens fandt sted i Paris i 1675. Astronom Jean-Félix Picard bemærkede, at hans barometer lyste i mørket, mens han bar det. Hans barometer bestod af et glasrør delvist fyldt med kviksølv . Hver gang kviksølvet gled ned ad glasrøret, glødede det tomme rum over kviksølvet. Mens de undersøgte dette fænomen, fandt forskerne ud af, at statisk elektricitet kan få lavtryksluft til at gløde . Denne opdagelse åbnede muligheden for elektrisk belysning .
Utah Natives of Central Colorado er en af de første dokumenterede grupper af mennesker i verden, som er krediteret med brugen af mekanoluminescens, som involverer brugen af kvartskrystaller til at generere lys. Utah designede specielle ceremonielle rangler af råhud af bøffelskind, som de fyldte med klare kvartskrystaller indsamlet fra bjergene i Colorado og Utah. Når ranglerne blev rystet om natten under ceremonier, forårsagede friktionen og den mekaniske belastning af kvartskrystallerne i kontakt med hinanden lysglimt, der var synligt gennem den gennemskinnelige bøffelskind.
I de fleste tilfælde varer triboluminescens kun i øjeblikket af den mekaniske skade på selve stoffet, men nogle gange er det muligt at observere en efterglød. Acetanilid og sulfanilsyre har denne egenskab .
På trods af forskellene i versioner var det muligt at etablere nogle regelmæssigheder mellem strukturen og sammensætningen af kemiske forbindelser med deres evne til triboluminescens.
Eksperimentelt viste det sig, at ud af 510 prøver (400 organiske forbindelser , 110 uorganiske forbindelser ), 121 organiske prøver (30%) og 6 uorganiske (5,5%) har evnen til at triboluminescens.
Det er muligt at udskille forbindelsen af triboluminescens med visse cykliske atomgrupper. Luminescens blev observeret i aromatiske og hydroaromatiske forbindelser i ca. 36 % af alle undersøgte tilfælde, og i alifatiske forbindelser kun i 13 %. Det skal understreges, at intensiteten af det udsendte lys i cykliske forbindelser er meget højere end forbindelser med en åben kæde af kulstofatomer.
Derudover har hydroxylgruppen , carbonylgruppen samt det sekundære og tertiære bundne nitrogen en særlig gunstig effekt på triboluminescensen. Disse data er i god overensstemmelse med det faktum, at blandt de naturlige alkaloider har de fleste (47 ud af 74 undersøgte prøver, hvilket er 63,5%) triboluminescerende egenskaber [4] .
Flash farver| Kemisk forbindelse | triboluminescens farve |
|---|---|
| Sukker | Blå |
| Kvarts | orange |
| Is | hvid |
| Kumarin | hvid |
| uranylnitrat | Grønlig |
| Eddikesyre uranyl | Grønlig |
| Diamant | Rød eller blå |
| Saltsyre anilin | Violet |
Årsagerne til triboluminescens er forskellige og ikke fuldt ud forstået. I nogle tilfælde forklares det af excitationen af fotoluminescens ved elektriske udladninger , der forekommer under opsplitning af et krystallinsk legeme , i andre tilfælde er det forårsaget af bevægelse af dislokationer under deformation.
Det biologiske fænomen triboluminescens skyldes rekombinationen af frie radikaler under mekanisk aktivering [5] .
Diamanten kan begynde at lyse under friktion. Dette sker nogle gange med diamanter, mens du polerer et snit eller saver en diamant gennem skæreprocessen. Diamanter kan fluorescere blå eller rød. Nogle andre mineraler, såsom kvarts, er triboluminescerende og udsender lys, når de gnides mod hinanden.
Almindelig gaffatape ("ducttape") har en glødende linje, hvor tapen pilles af rullen. I 1953 bemærkede sovjetiske videnskabsmænd, at det er muligt at fremstille røntgenbilleder ved at fjerne et lag af en rulle klæbende tape i et vakuum [6] . Mekanismen for røntgengenerering blev undersøgt tilbage i 2008 [7] . Lignende tilfælde af røntgen-emission er også observeret med metaller. Et karakteristisk træk ved denne sag er, at selve stoffet ikke er beskadiget her. Når lagene adskilles, ødelægges klæbemiddelkontakten , ledsaget af EMP- stråling .
Når sukkerkrystaller knuses, skabes der også små elektriske felter, der adskiller positive og negative ladninger, som derefter skaber gnister, når de forsøger at genforene. "Life Savers" Wint-O-Green slik fungerer særligt godt til at skabe disse gnister, fordi vintertræolie ( methylsalicylat ) er fluorescerende og omdanner ultraviolet lys til blåt.
Triboluminescens kan opstå, når et Prince Rupert-dråbe knuses af en kraftig kraft, såsom en kugle. Et stærkt hvidt lys kan forekomme forud for faldet fra dråbens hoved til halen.
Triboluminescens er et biologisk fænomen observeret under mekanisk deformation og kontaktelektrisering af den epidermale overflade af knogler og blødt væv, når man tygger mad, under friktion i ryghvirvlernes led, under samleje og under blodcirkulationen.
Vandstråleslibende skæring af keramik (såsom fliser) skaber en gul-orange glød på stedet for eksponering for en strøm med meget høj hastighed.
Åbning af en konvolut forseglet med polymerklæbemiddel genererer lys, der kan ses som blå blink i mørke.
For at observere triboluminescens er det nok at knuse sukkerstykker eller ridse kvartskrystaller eller et stykke flint i et mørkt rum. For at opnå det bedste resultat er det absolut nødvendigt at opnå perfekt mørke og lade øjnene vænne sig til det i 15-20 minutter.
En anden enkel måde at observere på er at afvikle klæbebånd (scotch tape).
Triboluminescens kan bruges til udvikling af sensorer/smarte materialer. Denne metode kan også implementeres i teknikken til pulvermetallurgi. EMP er en sådan emission, der ledsager store deformationer. Hvis det er muligt at identificere et element, der giver den maksimale EMR-respons med et minimum af mekanisk stimulus, så kan det tilføjes til hovedmaterialet og dermed sætte nye tendenser i udviklingen af intellektuelt materiale. Warp-induceret lys kan tjene som et kraftfuldt værktøj til at opdage og forhindre fejl.
Der er mulighed for fremkomst og udvikling af triboluminescerende belysning.
| Begreber | |||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Forekomstens måde |
| ||||||||||||||
| Andre lyskilder | |||||||||||||||
| Typer af belysning |
| ||||||||||||||
| Belysningsarmaturer _ |
| ||||||||||||||
| relaterede artikler | |||||||||||||||