Teadus tumedas helendavate toodete taga

Pimedas helendavad pulbrid, hõõgpulgad, köied jne on kõik lõbusad näited toodete kasutamisest luminestsents, aga kas teate selle toimimise taga olevat teadust?

"Pimeduses helendamine" kuulub mitme erineva teaduse alla, sealhulgas:

• Fotoluminestsents määratluse järgi on valguse emissioon molekulist või aatomist, mis on absorbeerinud elektromagnetilist energiat. Näited hõlmavad fluorestsents ja fosforestsents materjalid. Pimedas helendavad plastikust tähtkuju komplektid, mille kleepite seinale või lakke, on näide fotoluminestsentsil põhinevast tootest.
• Bioluminestsents on elusorganismide poolt sisemist keemilist reaktsiooni kasutades kiirgav valgus (mõelge süvamere olenditele).
• Kemoluminestsents on valguse emissioon ilma soojuse eraldumiseta keemilise reaktsiooni tagajärjel (nt hõõgkangid),
• Radioluminestsents on loodud ioniseeriva kiirguse pommitamise teel.

Kemiluminestsents ja fotoluminestsents on enamiku pimedas helendavate toodete taga. Alfredi ülikooli professorite sõnul "on selge erinevus keemilise luminestsentsi ja fotoluminestsents on see, et kui valgus töötab keemilise luminestsentsi kaudu, peab toimuma keemiline reaktsioon tekkida. Fotoluminestsentsi ajal eraldub aga valgus ilma keemilise reaktsioonita.

Fosfor ja selle erinevad ühendid on fosforestsentsid või materjalid, mis helendavad pimedas. Enne fosfori tundmist teatati iidsetes kirjutistes selle hõõguvatest omadustest. Hiinas tehti vanimaid teadaolevaid kirjalikke tähelepanekuid tuleproovide ja hõõguvate usside kohta, mis pärinevad aastast 1000 eKr. 1602. aastal avastas Vincenzo Casciarolo fosforit hõõguvad "Bologni kivid" otse Itaalias, Bolognas. See avastus alustas esimest fotoluminestsentsi teaduslikku uurimist.

Fosfor eraldati esmakordselt 1669. aastal Saksa arsti Hennig Brandi poolt. Ta oli alkeemik, kes üritas fosforit eraldades metalle kuldseks muuta. Kõik fotoluminestsents-pimedas helendavad tooted sisaldavad fosforit. Pimedas helendava mänguasja valmistamiseks kasutavad mänguasjatootjad fosforit, mida energiat toidab tavaline valgus ja mis on väga pika püsivusega (kui kaua see helendab). Tsinksulfiid ja strontsiumaluminaat on kaks kõige sagedamini kasutatavat fosforit.

Seitsmekümnendate aastate alguses anti "Chemiluminescent Signal Device" jaoks välja mitu patenti, mida kasutati mereväe signaalimiseks. Leiutajad Clarence Gilliam ja Thomas Hall patenteerisid esimese keemilise valgustusseadme oktoobris 1973 (patent 3 764 796). Siiski pole selge, kes patenteeris kõige esimese mängimiseks mõeldud hõõgküünla.

Detsembris 1977 anti keemiavalguseadmele patent leiutaja Richard Taylor Van Zandti (USA patent 4,064,428). Zandti disainilahendus oli esimene, mis lisas plasttorusse teraskuuli, mis raputamisel purustas klaasampulli ja käivitas keemilise reaktsiooni. Selle kujunduse põhjal ehitati palju mänguasjade hõõgküünlaid.

Fotoluminestsentsspektroskoopia on kontaktivaba, mittepurustav meetod materjalide elektroonilise struktuuri uurimiseks. See on pärit patenteeritud tehnoloogiast, mis on välja töötatud Vaikse ookeani loodeosa riiklikus laboris ja kasutab seda väikesed orgaaniliste molekulide materjalid orgaaniliste valgust kiirgavate seadmete (OLED) ja muu loomiseks elektroonika.

Taiwani teadlased väidavad, et neil on aretas kolm siga, kes "pimedas helendab".