Как светятся светящиеся палочки?

Наверняка каждый из вас видел светящиеся палочки, если не в повседневной жизни, то в голливудских фильмах или видеоиграх точно.

Особенно эффектно они смотрятся при прохождении главным
героем подземных шахт, темных пещер, гротов и т.д.

В обычной жизни их дешевые варианты применимы на
различных праздничных мероприятиях.

Зачастую такие светящиеся палочки называют неоновыми палочками, хотя с неоновым светом у них ничего общего нет.

В Америке их кличут Glow Stick или Lightstick (лайтстик).

Именно под такими названиями их можно найти на Алике у китайцев.

Подробнее

Там есть как любительские варианты в виде браслетов на
руку, так и изделия промышленного класса.

На Западе Glowstick считаются
чуть-ли не единственными источниками света, которые абсолютно безопасны при
ликвидации стихийных бедствий и чрезвычайных ситуаций во взрывоопасных зонах.

Кстати, изобретены и запатентованы эти устройства изначально были в военных целях (ВМС США) – ПРУФ

Самый главный вопрос, который возникает у рядового
пользователя – как же эта штука работает?

Химия

Светящиеся палочки относятся к ХИС – Химическим Источникам
Света.

И работают они за счет процесса под названием
Хемилюминесценция. Не пугайтесь этого научного определения, ничего сложного
здесь нет.

Люминесценция — это красивое название любого излучения
света, которое не происходит за счет нагревания.

ХЕМИлюминесценция – это реакция, вызванная смешиванием
между собой химических соединений.

Если заглянуть внутрь светящейся палочки, то в пластиковом контейнере можно обнаружить небольшую стеклянную трубочку.

Эта трубка заполнена раствором перекиси водорода (hydrogen peroxide – часто используется для покраски волос), который называется активатором.

Стеклянная трубка свободно плавает в другом растворе — фенилоксалатном эфире (phenyl oxalate ester) с флуоресцентным красителем.

Пока колба целая ничего не происходит. Но стоит ее
разломить, тут то и начинается магия.

Кстати, по поводу того, как правильно ломать. Сломать ее в одном месте, как показывают в кино недостаточно, иначе палка будет светиться частями.

Опытные пользователи рекомендуют ломать их об угол стола. После чего прогнать об этот же угол с быстрой скоростью раза четыре.

Вот тогда они засветятся на 100% без всяких пробелов.

За счет чего светится?

Далее будет много химических терминов, так что не
теряйтесь.

При разломе стеклянной колбы и смешивании жидкостей
возникает реакция с образованием двух других соединений – фенола и
нестабильного эфира перокси кислоты (peroxyacid ester).

Фенол для свечения не делает ничего, хотя это главная
зараза, которая остается внутри колбы после свечения. Пить и мазаться им не
рекомендуется 😉

А вот кислота начинает активно разлагаться, образуя еще
больше фенола (по-прежнему ничего не делает) и самое главное — циклической
составляющей пероксида.

Он в свою очередь разлагается до диоксида углерода
(углекислый газ) и высвобождает энергию во флуоресцентную краску.

Электроны в атомах красителя сначала переходят на более
высокий уровень, а потом возвращаясь обратно, высвобождают энергию в виде
света.

Весь этот сложный процесс происходит в течение нескольких
секунд после щелчка и встряхивании палочки.

Реакция может длиться от нескольких минут, до нескольких
часов.

Охлаждение в холодильнике

Более высокие температуры ускоряют эту реакцию, заставляя
палочку светиться ярче, правда при этом сокращается время свечения.

В домашних условиях, если вы хотите максимально долго пользоваться
светящимися неоновыми палками, сразу после разлома спрячьте этот “фонарик” в морозильник.

Это существенно замедлит химический процесс и может затянуть реакцию на сутки.

Выживальщикам в экстремальных походах это как раз и
помогает. Именно поэтому они всегда берут с собой в рюкзак парочку таких
палочек.

В морозы фонарики на батарейках быстро садятся и разряжаются (если это конечно не Железо-Фосфат LiFePO4).

А с такими палочками вы в любой непредвиденной ситуации
будете обеспечены светом и сигнальными маяками на несколько часов.

Отрицательные температуры только увеличат время их
автономной работы.

А теперь давайте ответим на самые популярные вопросы,
возникающие у пользователей этих палочек, которые сталкиваются с ними впервые.

1 — Что будет, если палочка протечет?

Без паники. Вещества внутри светящихся палочек не
токсичны, это не какая-то серная кислота.

Хотя, конечно, они могут вызвать раздражение кожи, если
попадут на руки.

Поэтому в данном случае следует просто промыть чистой водой то место куда попало вещество.

Если палочка вытечет не в руках, а где-нибудь в шкафу или
рюкзаке, ее химическая жидкость может действовать как пластификатор, т.е.
размягчит пластиковые материалы и приведет к их небольшой деформации.

2 — Может ли светящаяся палочка взорваться?

Нет, если вы, конечно, не додумаетесь разогреть колбу в
микроволновке, а затем как следует встряхнуть ее 😉

А некоторые действительно так делают.

Вот, посмотрите полное видео от этого чудика.

В нормальной ситуации жидкости и химические вещества внутри колбы не могут привести к внезапному взрыву.

Процесс свечения происходит без какого-либо существенного
выделения тепла.

3 — Светящиеся палочки все одинаковы?

Нет, они отличаются по:

4 — Светящиеся палочки можно использовать повторно или перезарядить их?

Нет, нельзя. Glowstick это
одноразовый продукт.

Вы только можете замедлить или притормозить эффект,
поместив палочку в морозильник.

Однако даже заморозка полностью на 100% не остановит
химическую реакцию.

В теплой воде происходит обратный эффект. Реакция
ускоряется, яркость света увеличивается, но и срок службы при этом падает в
разы.

Единственный момент – отработанная светящаяся палочка
МОЖЕТ светиться в ультрафиолете.

Обусловлено это тем, что краситель внутри колбочки обычно проявляет эффект флуоресценции под воздействием ультрафиолетового излучения.

5 — Можно ли “выключить” светящуюся палочку после активации?

Например, вы ее случайно сломали и не хотите, чтобы она больше
работала.

К сожалению, нет, нельзя. Как уже говорилось выше, эффект
можно только притормозить, но не остановить или прекратить целиком.

Хотя, если у вас под рукой есть жидкий азот, то можете поместить их туда. Вот что из этого получится.

6 — Как и где хранить?

Храните их в прохладных, темных местах без доступа прямых
солнечных лучей.

Ну и конечно не допускайте, чтобы собаки или кошки случайно могли их погрызть.

7 — Какой срок годности у светящихся палочек?

Срок годности качественного продукта обычно составляет
два года.

После этого палочка, конечно, будет работать, но яркость
и продолжительность свечения станут существенно меньше изначальных параметров.

8 — Как долго светятся светящиеся палочки?

Стандартное время свечения – от 8 до 12 часов. Хотя многое зависит от качества и предназначения продукта.

Есть такие, которые изначально рассчитаны всего лишь на 5 минут яркого свечения.

В идеальных условиях некоторые цвета могут светиться до
24 часов!

9 — Я сломал палочку, а она не горит, в чем дело?

Скорее всего, либо вышел срок службы изделия, либо
стеклянная колба была повреждена случайным образом до этого.

Соответственно химические вещества уже вытекли и
прореагировали.

10 — Куда и как их выбрасывать после использования?

Светящиеся палочки относятся к категории отходов, не
подлежащих переработке. Все это из-за химических веществ внутри.

Однако зачастую их выбрасывают с обычным мусором.

Никаких специальных мусорных контейнеров по утилизации, наподобие аккумуляторных батареек или люминесцентных ламп, к Glowstick не применяется.

Только не выбрасывайте их в воду. Миниатюрные светящиеся
палочки, зачастую используются рыбаками для подманивания и ловли рыбы.

Есть даже целое исследование бразильских ученых, обеспокоенных влиянием химических веществ светящихся палочек после того, как они стали массово попадать в местные реки — ПРУФ.

Жители рыбацких поселков применяют эти “приманки”
десятками тысяч. А так как они одноразовые, после использования просто выбрасывают
их за борт.

Контейнеры подвергаются воздействию солнечных лучей,
разлагаются и проникают в воду.

Многоразовые светящиеся палочки?

В настоящий момент идет активная разработка
альтернативной светящейся палочки, которая работает не на ХЕМИлюминесценции, а
не БИОлюминесценции.

Называется такая палка – LUMI. Она
уже многоразовая и не токсичная.

Правда пока что, это изобретение экономически не
эффективно.

Найти желающих отдать почти 100 баксов за одну слабосветящуюся палку с бактериями внутри, довольно проблематично 😉

Сайт разработчиков, если кому интересно – ТЫЦ.

Однако не станем отрицать, у технологии безусловно есть будущее и потенциал для масштабирования.

Источник