История возникновения светящихся палочек

В наши дни Хемилюминесцентные(chemiluminescent) продукты производятся во всевозможных цветах и формах. Но, не смотря на очаровательность и вездесущность «Хемилюминесценции» (Chemiluminescence), мало кто интересуется процессами, которые бы могли производить свечение, да еще и разными цветами…Попробуем пролить немного света в данном вопросе…

Человек всегда был очарован «холодным» сиянием светлячков мерцающих среди ночной темноты. Механизм свечения у «светлячков» (основан на окислении luciferin-а) невероятно эффективен – 80 из 100 реагирующих молекул идут на производство фотонов света. В начале 60-х, когда ученые делали свои первые шаги в создании собственного «светлячка», они уже знали что им необходимо: молекулы, которые излучают свет, в возбужденном состоянии и источник энергии для возбуждения молекул.
Существуют различные возможные источники энергии: свет, тепло, электричество…
В Хемилюминисценции таким источником является химическая реакция.
Но реакция должна была вырабатывать огромную порцию энергии, и мгновенно доставлять ее к флуоресцентным молекулам без излучения тепла. Существовало всего несколько известных примеров столь совершенных процессов.

Также в начале 60-х, Эдвин Чандрос, молодой химик их Лабораторий Белла в Мюррей Хилл (Нью Джерси), находился в поисках объяснения «Хемилюминесценции» (иначе говоря, химического света). Наиболее приемлемыми элементами реакции оказались Пероксиды, с их возможностью высвобождать большое количество энергии в процессе некоторых химических реакций. После множества экспериментов он открыл для себя, что оксалил-хлорид(oxalyl chloride) смешанный с перекисью водорода и флюоро-краской производят свечение вследствие химической реакции. Эффективность была всего 0,1, но это было начало, из которого появилась современный «химический свет». Чандрос даже и не подозревал о силе своего открытия, поэтому так его и не запатентировал.
В тоже время химик Майкл Рохат был начальником исследовательской группы в American Cyanamid в Стэмфорде (штат Коннектикут). Он со своими коллегами переписывался с Чандросом о химии его оксалил хлорида; потом они принялись работать над реакцией, изучая ее, и пытаясь найти условие, при котором химический свет будет достаточно интенсивным для применения на практике.

Рохат и его коллега Лазло Боллуки разработали ряд оксалатных эфиров(oxalate esters). В конце концов, Рохат разработал фенил оксалатный эфир(phenyl oxalate ester), который при смешении с перекисью водорода и краской, давал выход реакции в 5 квантов света.

Группа начала поиск Флюоресцентых красок для создания различных цветов. К примеру, обыкновенный зеленый цвет в большинстве светящихся палочек идет от 9,10-bis(phenylethynyl)anthracene, 9,10-diphenylanthracene дает синий.

Светящаяся палочка

– очень простая конструкция, состоящая из стеклянного пузырька содержащего химикаты, он находиться внутри пластиковой палочки содержащей дополнительные химикаты. Обычно в смесь добавлены флуоресцентные краски.
Скорость реакции, и, соответственно, интенсивность излучаемого света зависят от температуры. Нагретая светящаяся палочка будет светиться ярче и потухнет быстрее. Если поместить ее в холодильник, то потом свечение будет длиться дольше, но не так ярко, как обычно.

how_work

Изогнутая внешняя-пластиковая палочка ломает стеклянный пузырек внутри, и химикаты получают возможность смешиваться. Два химических компонента вступают в реакцию, высвобождая энергию, которая в свою очередь, действуя на флуоресцентную краску, превращается в свет. Обычно основные химикаты это перекись водорода (hydrogen peroxide), который также используется при покраске волос и местной дезинфекции, фенилоксалатный эфир(phenyl oxalate ester) и флуоресцентная краска. Перекись водорода является активатором, и находиться в стеклянном пузырьке. Фенилоксалатный эфир и краска заполняют большую часть пластикой тубы.

Вот что происходит, когда они смешиваются:

- Перекись водорода окисляет эфир, получается фенол и нестабильный эфир перокси кислоты(peroxyacid ester), который разлагается, в результате чего получается еще больше фенола и циклическая составляющая пероксида.

- Циклическая составляющая пероксида разлагается и формируется углекислый газ, высвобождая энергию в флуоресцентную краску

- Электроны в краске переходят в возбужденное состояние и высвобождают энергию в виде света.

news_1

Комментариев еще нет.

Оставить комментарий

Весь товар с активной кнопкой "купить" в наличии. Заявки на товар через корзину сайта принимаются круглосуточно. Менеджер свяжется с Вами при первой возможности Закрыть