Их используют не только на детских праздниках. По-научному такие палочки называются ХИС – то есть химический источник света. Ими пользуются туристы, полицейские, военные, спасатели, геологи, спелеологи (исследователи пещер), дайверы, шахтёры – да, собственно, все, кому нужен безопасный и надёжный источник света. Например, в шахте использование электрического фонарика может вызвать взрыв газа – а «химическая палочка» абсолютно безопасна.
Внешне можно подметить, что «холодный» свет таких трубочек или палочек очень похож на свет светящихся грибов или пней, о которых мы рассказывали вчера. И внутренний механизм действия у них довольно схож.
Что содержится внутри такой палочки? Во-первых, пероксид водорода (он же – известная многим «перекись» из аптеки) – в этом веществе содержится много кислорода. Во-вторых, химическое «горючее», то есть вещество, которое будет окисляться и выделять необходимую энергию. Обычно это дифениловый эфир щавелевой кислоты. В-третьих, это собственно «краска», пигмент, «флюорофор» (как люциферин у грибов). Названия у таких пигментов жутко сложные, мы приведём просто для примера (запоминать не надо!):
- Оранжевый цвет даёт
5,12-бис (фенилэтинил)нафтацен;
- Красный цвет даёт
16,17-(1,2-этилендиокси)виолантрон;
- Зелёный цвет даёт
9,10-бис(фенилэтинил) антрацен;
- Синий цвет даёт
9,10-дифенилантрацен.
Как устроена светящаяся палочка? Это два контейнера – внешний гибкий и прочный, а внутренний тонкий и хрупкий. Внутри внешнего контейнера находится смесь флюорофора и горючего, внутри хрупкого внутреннего – жидкий окислитель, «перекись». Когда мы сгибаем палочку, хрупкий контейнер ломается; затем мы встряхиваем палочку несколько раз, чтобы жидкости хорошенько перемешались между собой. Горючее начинает окисляться, выделяя энергию; пигмент эту энергию «захватывает» и начинает выделять частички света, фотоны! Всё, наша светящаяся палочка горит!
С какой яркостью она будет гореть и как долго? Это зависит от того, какой концентрации мы приготовим исходные вещества и в каком количестве. Опытный химик может легко подобрать составы так, чтобы палочка засветилась очень ярко – но горела совсем недолго, или, наоборот, сделать так, чтобы палочка светилась не очень сильно, но зато долгое время.
Есть ли у химических светящихся палочек недостатки? Да, конечно, как у всего на свете. Во-первых, они одноразовые – «перезарядить» такой источник света не получится. Во-вторых, они достаточно хрупкие – при сильном ударе внутренний контейнер может расколоться, и палочка сработает не тогда, когда надо. В-третьих, они не могут храниться долго – химические вещества внутри палочек медленно разлагаются и теряют свои свойства. Несколько лет – и заставить такую палочку светиться уже не выйдет, как бы сильно мы её ни сгибали и ни трясли.
Это был фрагмент статьи из "Лучика" №6 / 2024. В этом же номере мы рассказали:
- Правда ли, что аппендицит случается от семечек?
- Бывают ли у животных свои домашние животные?
- Кто на самом деле жил в озере Лох-Несс?
- Что умеет нейросеть и чего не умеет?
- А кибернетика – это вовсе не наука о компьютерах.