Флуоресценция основана на эффекте света: если высокоэнергетическое излучение, например УФ-свет, попадает на атом или молекулу, то часть его энергии может быть поглощена электронами вещества. В результате они ненадолго перепрыгивают на более дальнюю орбиту, но вскоре возвращаются на прежнюю и снова высвобождают избыточную энергию в виде флуоресцентного света. Как правило, он обладает немного меньшей энергией, чем испускавшийся ранее. Именно поэтому обычно невидимый ультрафиолетовый свет снова становится для нас видимым.
Это явление более подробно исследовала международная группа Мики Ластусаари из Университета Турку с помощью минерала хакманита. Он встречается в Афганистане, Гренландии, Канаде, Пакистане и при нормальном освещении бывает незаметного серого цвета. Однако в УФ-свете он сияет сине-фиолетовыми оттенками.
Хакманит - минерал, светящийся в ультрафиолете Фото: Мика Ластусаари
Ученых особенно интересовало, какие компоненты вызывают флуоресценцию этого природного минерала. У многих других она зависит от ионов, которые интегрированы в кристаллическую решетку и чьи электроны особенно легко возбудить. Например, встречающиеся в природе кристаллы апатита обязаны своим свечением, среди прочего, ионам марганца и редкоземельных металлов.
С помощью экспериментов с УФ-светом и расчетов исследователи определили также компоненты, которые придают хакманиту на этой фотографии его яркий цвет. Выяснилось, что решающую роль в этом играют ионы железа, калия, серы, титана.
В итоге ученые смогли разработать синтетический материал, который флуоресцирует значительно дольше, чем хакманит. Полученные результаты будут использоваться в будущем и для разработки лучших синтетических веществ, чем те, которые уже используются для светящихся знаков аварийного выхода.
Комментариев нет:
Отправить комментарий