Perché Wintergreen Lifesavers Spark in the Dark Triboluminescence

Per diversi decenni le persone hanno suonato al buio con triboluminescenza usando caramelle Lifesavers al gusto di verde invernale. L'idea è quella di rompere la caramella dura a forma di ciambella nel buio. Di solito, una persona si guarda allo specchio o scruta nella bocca di un partner mentre sgranocchia le caramelle per vedere le scintille blu risultanti.

Come fare Candy Spark in the Dark

• caramelle dure invernali (ad es. Wint-o-Green Lifesavers
• denti, martello o pinze

Puoi vedere una qualsiasi delle tante caramelle dure per vedere la triboluminescenza, ma l'effetto funziona meglio con le caramelle al gusto di verde invernale perché la fluorescenza dell'olio di verde invernale migliora la luce. Seleziona una caramella dura, bianca, poiché la maggior parte delle caramelle dure chiare non funziona bene. 

Per vedere l'effetto:

• Asciugati la bocca con un tovagliolo di carta e sgranocchia le caramelle con i denti. Usa uno specchio per vedere la luce dalla tua bocca o guarda qualcun altro masticare caramelle nel buio.
• Posiziona le caramelle su una superficie dura e fracassale con un martello. Puoi anche schiacciarlo sotto un piatto di plastica trasparente.
• Schiaccia le caramelle nelle fauci di un paio di pinze

È possibile acquisire la luce utilizzando un telefono cellulare che funziona bene in condizioni di scarsa luminosità o una fotocamera su un treppiede utilizzando un numero ISO elevato. Il video è probabilmente più facile che catturare un'immagine fissa.

Come funziona la triboluminescenza

La triboluminescenza è prodotta dalla luce mentre colpisce o sfrega insieme due pezzi di un materiale speciale. È fondamentalmente leggero dall'attrito, poiché il termine deriva dal greco tribein, che significa "strofinare" e il prefisso latino lumin, che significa "luce". In generale, la luminescenza si verifica quando l'energia viene immessa negli atomi da calore, attrito, elettricità o altre fonti. Gli elettroni nell'atomo assorbono questa energia. Quando gli elettroni tornano al loro solito stato, l'energia viene rilasciata sotto forma di luce.

Lo spettro della luce prodotta dalla triboluminescenza dello zucchero (saccarosio) è lo stesso dello spettro del lampo. Il lampo proviene da un flusso di elettroni che attraversano l'aria, eccitando gli elettroni delle molecole di azoto (il componente primario dell'aria), che emettono luce blu mentre rilasciano la loro energia. La triboluminescenza dello zucchero può essere considerata un lampo su scala molto piccola. Quando viene sollecitato un cristallo di zucchero, le cariche positive e negative nel cristallo vengono separate, generando un potenziale elettrico. Quando si è accumulata una carica sufficiente, gli elettroni saltano attraverso una frattura nel cristallo, scontrandosi con elettroni eccitanti nelle molecole di azoto. La maggior parte della luce emessa dall'azoto nell'aria è ultravioletta, ma una piccola frazione è nella regione visibile. Per la maggior parte delle persone, l'emissione appare bianco-bluastra, sebbene alcune persone discernano un colore blu-verde (la visione dei colori nell'oscurità non è molto buona).

L'emissione delle caramelle Wintergreen è molto più luminosa di quella del solo saccarosio poiché il sapore Wintergreen (metil salicilato) è fluorescente. Il salicilato di metile assorbe la luce ultravioletta nella stessa regione spettrale delle emissioni di fulmini generate dallo zucchero. Gli elettroni del metil salicilato si eccitano ed emettono luce blu. Molto più dell'emissione di Wintergreen rispetto all'emissione originale di zucchero si trova nella regione visibile dello spettro, quindi la luce di Wintergreen sembra più luminosa della luce di saccarosio.

La triboluminescenza è correlata alla piezoelettricità. I materiali piezoelettrici generano una tensione elettrica dalla separazione di cariche positive e negative quando vengono schiacciate o allungate. I materiali piezoelettrici hanno generalmente una forma asimmetrica (irregolare). Le molecole e i cristalli di saccarosio sono asimmetrici. Una molecola asimmetrica cambia la sua capacità di trattenere gli elettroni quando viene schiacciata o allungata, alterando così la sua distribuzione di carica elettrica. I materiali asimmetrici e piezoelettrici hanno maggiori probabilità di essere triboluminescenti rispetto alle sostanze simmetriche. Tuttavia, circa un terzo dei materiali triboluminescenti noti non è piezoelettrico e alcuni materiali piezoelettrici non sono triboluminescenti. Pertanto, una caratteristica aggiuntiva deve determinare la triboluminescenza. Impurità, disordine e difetti sono comuni anche nei materiali triboluminescenti. Queste irregolarità, o asimmetrie localizzate, consentono anche la raccolta di una carica elettrica. I motivi esatti per cui particolari materiali mostrano triboluminescenza possono essere diversi per materiali diversi, ma è probabile che la struttura e le impurità dei cristalli siano le determinanti primarie del fatto che un materiale sia o meno triboluminescente.

I salvavita Wint-O-Green non sono le uniche caramelle che mostrano triboluminescenza. I cubetti di zucchero normali funzioneranno, così come qualsiasi caramella opaca a base di zucchero (saccarosio). Caramelle trasparenti o caramelle prodotte con dolcificanti artificiali non funzioneranno. La maggior parte dei nastri adesivi inoltre emettono luce quando vengono strappati via. Amblygonite, calcite, feldspato, fluorite, lepidolite, mica, pectolite, quarzo e sfalerite sono tutti minerali noti per mostrare triboluminescenza quando colpiti, sfregati o graffiati. La triboluminescenza varia ampiamente da un campione minerale all'altro, in modo tale che potrebbe non essere osservabile. I campioni di sfalerite e quarzo che sono traslucidi piuttosto che trasparenti, con piccole fratture nella roccia, sono i più affidabili.

Modi per vedere la triboluminescenza

Esistono diversi modi per osservare la triboluminescenza a casa. Come ho già detto, se hai a portata di mano dei salvaviti dal sapore verde invernale, entra in una stanza molto buia e schiaccia le caramelle con una pinza o un mortaio e un pestello. Masticare le caramelle mentre ti guardi allo specchio funzionerà, ma l'umidità della saliva diminuirà o eliminerà l'effetto. Anche lo sfregamento di due zollette di zucchero o pezzi di quarzo o quarzo rosa al buio funzionerà. Graffiare il quarzo con un perno in acciaio può anche dimostrare l'effetto. Inoltre, incollare / rimuovere la maggior parte dei nastri adesivi mostrerà triboluminescenza.

Usi della triboluminescenza

Per la maggior parte, la triboluminescenza è un effetto interessante con poche applicazioni pratiche. Tuttavia, comprendere i suoi meccanismi può aiutare a spiegare altri tipi di luminescenza, inclusa la bioluminescenza nei batteri e nelle luci del terremoto. I rivestimenti triboluminescenti potrebbero essere utilizzati in applicazioni di telerilevamento per segnalare guasti meccanici. Un riferimento afferma che è in corso la ricerca per applicare lampi triboluminescenti per rilevare gli incidenti automobilistici e gonfiare gli airbag.