Talve roheliste elupäästjakommide triboluminestsents

Mitu aastakümmet on inimesed mänginud pimedas triboluminestsentsiga, kasutades talverohelise maitsega Lifesavers komme. Idee on murda pimedas kõva sõõrikujuline komm. Tavaliselt vaatab inimene peeglist või kaaslastega partneri suhu, samal ajal kommi krõbistades, et näha tekkivaid siniseid sädemeid.

• talverohelised kõvad kommid (nt Wint-o-Green elupäästjad)
• hambad, haamer või tangid

Triboluminestsentsi nägemiseks võite kasutada mõnda paljudest kõvadest kommidest, kuid efekt toimib kõige paremini talvirohelise maitsega kommidega, sest talveroheline õli fluorestsents suurendab valgust. Valige kõva valge komm, kuna enamik selgeid komme ei toimi hästi.

Efekti nägemiseks toimige järgmiselt.

• Kuivatage suu paberrätikuga ja krõbistage kommid hammastega. Kasutage peeglit, et näha oma suust valgust, või vaadake, kas keegi pimedas kommi närib.
• Asetage kommid kõvale pinnale ja purustage see haamriga. Võite selle purustada ka läbipaistva plastikplaadi all.
• Purustage kommid tangide paari lõualuudesse

Valgust saate jäädvustada hämaras hästi töötava mobiiltelefoni abil või statiivi kaamera abil, kasutades suurt ISO-numbrit. Video on ilmselt lihtsam kui pildi jäädvustamine.

Triboluminestsents saadakse kergelt, lüües või hõõrudes kokku kahte erimaterjali tükki. Põhimõtteliselt on see hõõrdumisest tulenev, kuna termin pärineb kreeka keelest tribein, mis tähendab "hõõruda" ja ladina eesliide valgust, mis tähendab "valgust". Üldiselt toimub luminestsents siis, kui energiat sisestatakse aatomitesse soojust, hõõrdumist, elektrit või muid allikaid. Aatomis olevad elektronid neelavad selle energia. Kui elektronid naasevad oma tavapärasesse olekusse, vabaneb energia valguse kujul.

Suhkru (sahharoosi) triboluminestsentsil tekkiva valguse spekter on sama, mis välgu spektril. Pikselöök pärineb õhku läbiva elektronide voolust, erutades lämmastiku molekulide (õhu põhikomponent) elektrone, mis eraldavad sinist valgust, kui nad energia eraldavad. Suhkru triboluminestsentsi võib pidada väga väikeseks. Kui suhkrukristall on stressis, eraldatakse kristallis positiivsed ja negatiivsed laengud, tekitades elektrilise potentsiaali. Kui piisavalt laengut on kogunenud, hüppavad elektronid läbi kristalli murru, põrkudes lämmastiku molekulides põnevate elektronidega. Suurem osa õhus oleva lämmastiku kiirgatavast valgusest on ultraviolettvalgus, kuid väike osa on nähtavates piirkondades. Enamiku inimeste jaoks näib emissioon sinakasvalge, kuigi mõned inimesed eristavad sinakasrohelist värvi (inimese värvide nägemine pimedas pole eriti hea).

Talverohelistest kommidest eralduv heide on palju eredam kui ainult sahharoosil, sest talivilja maitse (metüülsalitsülaat) on fluorestsents. Metüülsalitsülaat neelab ultraviolettvalgust samas spektripiirkonnas kui suhkru tekitatud välklambid. Metüülsalitsülaat-elektronid erutuvad ja kiirgavad sinist valgust. Talverohelise emissioonist palju suurem kui algse suhkru emissioonil on spektri nähtavas piirkonnas, seega tundub talveroheline valgus eredam kui sahharoosivalgus.

Triboluminestsents on seotud piesoelektrilisusega. Piesoelektrilised materjalid tekitavad positiivse ja negatiivse laengu eraldamisel elektripinge, kui need pigistatakse või venitatakse. Piesoelektrilistel materjalidel on üldiselt asümmeetriline (ebaregulaarne) kuju. Sahharoosi molekulid ja kristallid on asümmeetrilised. Asümmeetriline molekul muudab oma võimet pigistada või venitades elektrone hoida, muutes seeläbi selle elektrilaengu jaotust. Asümmeetrilised piesoelektrilised materjalid on tõenäolisemalt triboluminestsentsed kui sümmeetrilised ained. Kuid umbes kolmandik teadaolevatest triboluminestsentsmaterjalidest ei ole piesoelektrilised ja mõned piesoelektrilised materjalid pole triboluminestsentsed. Seetõttu peab triboluminestsentsi määrama täiendav omadus. Lisandid, häired ja defektid on tavalised ka triboluminestsentsmaterjalides. Need ebakorrapärasused või lokaalsed asümmeetriad võimaldavad koguda ka elektrilaengut. Täpsed põhjused, miks teatud materjalid näitavad triboluminestsentsi, võivad erinevate materjalide puhul olla erinevad, kuid see on nii tõenäoline, et kristalli struktuur ja lisandid on esmased määrajad selle kohta, kas materjal on või mitte triboluminestsents.

Wint-O-Greeni elupäästjad pole ainsad triboluminestsentsi tekitavad kommid. Tavalised suhkrutükid toimivad nagu ka kõik suhkruga (sahharoosiga) valmistatud läbipaistmatud kommid. Kunstlike magusainete abil valmistatud läbipaistvad kommid või kommid ei toimi. Enamik kleeplindid kiirgavad valgust ka siis, kui need on ära rebinud. Amblügoniit, kaltsiit, päevakivi, fluoriit, lepidoliit, vilgukivi, pektoliit, kvarts ja sphaleriit on kõik mineraalid, mis teadaolevalt ilmutavad triboluminestsentsi löömisel, hõõrumisel või kriimustamisel. Triboluminestsents varieerub mineraaliproovides väga erinevalt, nii et see võib olla tähelepandamatu. Kõige usaldusväärsemad on sphaleriidi ja kvartsist proovid, mis on pigem poolläbipaistvad kui läbipaistvad, väikeste murdudega kogu kaljus.

Vaatlemiseks on mitu võimalust triboluminestsents kodus. Nagu ma olen maininud, kui teil on käepäraseid talverohelise maitsega elupäästjaid, siis minge väga pimedasse ruumi ja purustage kommid tangide või uhmri ja uhmriga. Kommide närimine ennast peeglist vaadates töötab, kuid sülje niiskus vähendab või kõrvaldab selle mõju. Ka hõõrudes pimedas kahte suhkrutükki või kvartsitükke või roosikvartsi, see töötab. Kriimustada kvarts terasest tihvtiga võib seda ka näidata. Samuti kleepub / eemaldab kõige liimi lindid kuvab triboluminestsentsi.

Enamasti on triboluminestsents huvitav efekt, millel on vähe praktilisi rakendusi. Selle mehhanismide mõistmine võib aga aidata selgitada muud tüüpi luminestsentsi, sealhulgas bioluminestsents bakterites ja maavärina tuledes. Triboluminestsentskatteid võiks kasutada kaugseire rakendustes, et anda märku mehaanilistest riketest. Üks viide väidab, et praegu on käimas uuringud triboluminestsentsvälkude kasutamiseks autoõnnetuste tuvastamiseks ja turvapatjade täitmiseks.