Triboluminiscence - luminiscence vznikající destrukcí krystalických těles . Například při praskání krystalu cukru se získá krásný namodralý záblesk. Záře se může vyskytovat i v krystalech ledu, křemene a mnoha dalších [1] .
Efekt Kopp - Etchells . Americký novinář Michael Yohn si všiml neobvyklé záře, která vzniká při přistávání nebo startu vrtulníku v poušti v důsledku tření lopatek vrtulníku o částice písku a prachu ve vzduchu. Fenomén byl pojmenován po dvou amerických vojácích – Koppovi a Etchelsovi – kteří zemřeli v červenci 2009 v Afghánistánu [2] .
Fraktoluminiscence se často používá jako synonymum pro triboluminiscenci. Toto je emise světla z lámání (spíše než tření) krystalu, ale k rozbití často dochází třením. V závislosti na atomovém a molekulárním složení krystalu, když se krystal rozbije, může dojít k oddělení náboje, přičemž jedna strana rozbitého krystalu zůstane kladně nabitá a druhá záporně nabitá. Stejně jako v případě triboluminiscence, pokud oddělením náboje dojde k dostatečně velkému elektrickému potenciálu, může dojít k výboji mezerou a plynem v lázni mezi rozhraními.
Triboluminiscence se liší od piezoluminiscence v tom, že piezoluminiscenční materiál vyzařuje světlo, když je deformován , spíše než rozbitý. Toto jsou příklady mechanoluminiscence, což je luminiscence vyplývající z jakéhokoli mechanického působení na pevnou látku.
První zaznamenaný důkaz pochází od britského filozofa Francise Bacona , když v roce 1620 poznamenal: „Je také jisté, že jakýkoli cukr, ať už kořeněný (jak se tomu říká), nebo obyčejný, i když je jen tvrdý, se třpytí, pokud se rozbije. tmavé nebo poškrábané nožem." [3] .
Vědec Robert Boyle také referoval o řadě svých prací o triboluminiscenci v roce 1663.
Koncem 90. let 18. století začala výroba cukru produkovat více krystalů rafinovaného cukru. Tyto krystaly byly tvarovány do velkého tvrdého kužele pro přepravu a prodej. Tento tvrdý kužel cukru se musel rozbít na použitelné kousky pomocí zařízení známého jako řezačka cukru . Lidé si začali všímat, že když se cukr „kousal“ při slabém osvětlení, byly vidět drobné záblesky světla.
K historicky důležitému případu triboluminiscence došlo v Paříži v roce 1675. Astronom Jean-Félix Picard si všiml, že jeho barometr ve tmě zářil, když jej nesl. Jeho barometr sestával ze skleněné trubice částečně naplněné rtutí . Kdykoli rtuť sklouzla po skleněné trubici, prázdný prostor nad rtutí zářil. Při zkoumání tohoto jevu vědci zjistili, že statická elektřina může způsobit , že nízkotlaký vzduch bude žhnout . Tento objev otevřel možnost elektrického osvětlení .
Domorodci z Utahu ze středního Colorada jsou jednou z prvních zdokumentovaných skupin lidí na světě, kterým se připisuje použití mechanoluminiscence, která zahrnuje použití křemenných krystalů k generování světla. Utah navrhl speciální ceremoniální chrastítka ze surové buvolí kůže, kterou naplnili čirými krystaly křemene sesbíranými z hor Colorado a Utah. Když se chrastítka v noci při obřadech třásla, tření a mechanické namáhání krystalů křemene ve vzájemném kontaktu způsobilo záblesky světla viditelné přes průsvitnou buvolí kůži.
Ve většině případů triboluminiscence trvá pouze v okamžiku mechanického poškození samotné látky, někdy je však možné pozorovat dosvit. Tuto vlastnost mají acetanilid a kyselina sulfanilová .
Přes rozdíly ve verzích bylo možné stanovit určité zákonitosti mezi strukturou a složením chemických sloučenin s jejich schopností triboluminiscence.
Experimentálně bylo zjištěno, že z 510 vzorků (400 organických sloučenin , 110 anorganických sloučenin ) má schopnost triboluminiscence 121 organických vzorků (30 %) a 6 anorganických (5,5 %).
Je možné vyzdvihnout souvislost triboluminiscence s určitými cyklickými atomovými skupinami. Luminiscence byla pozorována u aromatických a hydroaromatických sloučenin přibližně u 36 % všech zkoumaných případů au alifatických sloučenin pouze ve 13 %. Je třeba zdůraznit, že intenzita emitovaného světla u cyklických sloučenin je mnohem vyšší než u sloučenin s otevřeným řetězcem atomů uhlíku.
Navíc hydroxylová skupina , karbonylová skupina , jakož i sekundární a terciárně vázaný dusík mají zvláště příznivý vliv na triboluminiscenci. Tyto údaje jsou v dobré shodě se skutečností, že mezi přírodními alkaloidy má většina (47 ze 74 studovaných vzorků, což je 63,5 %) triboluminiscenční vlastnosti [4] .
Flash barvy| Chemická sloučenina | triboluminiscenční barva |
|---|---|
| Cukr | Modrý |
| Křemen | oranžový |
| Led | Bílý |
| kumarin | Bílý |
| dusičnan uranylu | Nazelenalý |
| Kyselina octová uranyl | Nazelenalý |
| diamant | Červená nebo modrá |
| Kyselina chlorovodíková anilin | fialový |
Příčiny triboluminiscence jsou různé a nejsou zcela pochopeny. V některých případech se vysvětluje excitací fotoluminiscence elektrickými výboji , ke kterým dochází při štěpení krystalického tělesa , v jiných případech je způsobena pohybem dislokací při deformaci.
Biologický fenomén triboluminiscence je způsoben rekombinací volných radikálů během mechanické aktivace [5] .
Diamant může během tření začít zářit. To se někdy stává diamantům při leštění řezu nebo řezání diamantu procesem řezání. Diamanty mohou fluoreskovat modře nebo červeně. Některé další minerály, jako je křemen, jsou triboluminiscenční a při vzájemném tření vyzařují světlo.
Obyčejná lepicí páska („lepicí páska“) má na místě, kde se páska odlepuje od role, zářící čáru. V roce 1953 sovětští vědci poznamenali, že je možné vytvářet rentgenové snímky odstraněním vrstvy z role lepicí pásky ve vakuu [6] . Mechanismus tvorby rentgenového záření byl studován již v roce 2008 [7] . Podobné případy rentgenové emise jsou také pozorovány u kovů. Charakteristickým rysem tohoto případu je, že zde nedochází k poškození samotné látky. Když jsou vrstvy odděleny, adhezivní kontakt je zničen, doprovázený EMP zářením .
Také, když jsou krystaly cukru rozdrceny, vytvoří se malá elektrická pole, která oddělují kladné a záporné náboje, které pak vytvářejí jiskry, když se snaží znovu spojit. Bonbóny Wint-O-Green "Life Savers" fungují obzvláště dobře při vytváření těchto jisker, protože zimní stromový olej ( methyl salicylát ) je fluorescenční a přeměňuje ultrafialové světlo na modré.
Triboluminiscence může nastat, když je kapka prince Ruperta rozbita silnou silou, jako je kulka. Před pádem z hlavy kapky na ocas se může objevit jasný záblesk bílého světla.
Triboluminiscence je biologický jev pozorovaný při mechanické deformaci a kontaktní elektrizaci epidermálního povrchu kostí a měkkých tkání, při žvýkání potravy, při tření v kloubech obratlů, při pohlavním styku a při krevním oběhu.
Abrazivní řezání keramiky (jako jsou dlaždice) vodním paprskem vytváří žlutooranžovou záři v místě vystavení velmi vysoké rychlosti proudu.
Otevření obálky utěsněné polymerovým lepidlem generuje světlo, které lze vidět jako modré záblesky ve tmě.
K pozorování triboluminiscence stačí v tmavé místnosti rozdrtit kousky cukru nebo poškrábat krystaly křemene či kus pazourku . Pro dosažení nejlepšího výsledku je bezpodmínečně nutné dosáhnout dokonalé tmy a nechat oči 15-20 minut zvykat si.
Dalším jednoduchým způsobem pozorování je odvinutí lepicí pásky (scotch tape).
Triboluminiscenci lze využít při vývoji senzorů/inteligentních materiálů. Tuto metodu lze realizovat i v technice práškové metalurgie. EMP je jednou z takových emisí, která doprovází velké deformace. Pokud je možné identifikovat prvek, který poskytuje maximální EMR odezvu s minimálním mechanickým podnětem, pak jej lze přidat k hlavnímu materiálu, a tak nastavit nové trendy ve vývoji intelektuálního materiálu. Warpem indukované světlo může sloužit jako mocný nástroj pro detekci a prevenci poruch.
Existuje možnost vzniku a rozvoje triboluminiscenčního osvětlení.
| Koncepty | |||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Způsob výskytu |
| ||||||||||||||
| Jiné zdroje světla | |||||||||||||||
| Druhy osvětlení | |||||||||||||||
| Osvětlovací tělesa |
| ||||||||||||||
| Související články | |||||||||||||||