Светящаяся краска

Светящаяся краска (или люминесцентная краска ) — краска , излучающая видимый свет посредством флуоресценции , фосфоресценции или радиолюминесценции .

Флуоресцентная краска

Флуоресцентные краски «светятся» под воздействием коротковолнового ультрафиолетового (УФ) излучения. Эти длины волн УФ встречаются в солнечном свете и во многих искусственных источниках света, но для просмотра краски требуется специальный черный свет , поэтому такие применения светящихся красок называются «эффектами черного света». Флуоресцентная краска доступна в широком диапазоне цветов и используется в театральном освещении и эффектах, плакатах, а также в качестве развлечения для детей.

Флуоресцентные химические вещества в флуоресцентной краске поглощают невидимое УФ-излучение, а затем излучают энергию в виде более длинноволнового видимого света определенного цвета. Человеческие глаза воспринимают этот свет как необычное «свечение» флуоресценции. Окрашенная поверхность также отражает любой падающий на нее обычный видимый свет, который имеет тенденцию размывать тусклое флуоресцентное свечение. Таким образом, для просмотра флуоресцентной краски требуется длинноволновый УФ-свет, который не излучает много видимого света. Это называется черным светом . На лампе имеется темно-синий фильтрующий материал, который пропускает невидимый ультрафиолетовый свет, но блокирует видимый свет, излучаемый лампой, пропуская лишь небольшое количество фиолетового света. Флуоресцентные краски лучше всего рассматривать в затемненном помещении.

Флуоресцентные краски бывают как «видимыми», так и «невидимыми». Видимая флуоресцентная краска также содержит обычные пигменты видимого света, поэтому под белым светом она приобретает определенный цвет, а под черным светом цвет становится еще более ярким. Невидимые флуоресцентные краски кажутся прозрачными или бледными при дневном освещении, но светятся в УФ-свете. Поскольку узоры, нарисованные этим типом, невидимы в обычном видимом свете, их можно использовать для создания множества умных эффектов.

Оба типа флуоресцентной живописи выигрывают при использовании в контрастной атмосфере чистого матово-черного фона и границ. Такой эффект «затемнения» сводит к минимуму чужое осознание, таким образом культивируя своеобразное свечение УФ-флуоресценции. Оба типа красок широко применяются там, где желательны художественные световые эффекты, особенно в развлекательных заведениях и помещениях типа «черного ящика», таких как театры, бары, храмы и т. д. Эффективная мощность, необходимая для освещения больших пустых пространств, увеличивается за счет узкополосного света, такого как поскольку длины волн УФ-излучения быстро рассеиваются на открытом воздухе.

Фосфоресцентная краска

Фосфоресцентную краску обычно называют «светящейся в темноте». Он сделан из люминофоров, таких как активированный серебром сульфид цинка или легированный алюминат стронция , и обычно светится от бледно-зеленого до зеленовато-голубого цвета. Механизм производства света аналогичен механизму действия флуоресцентной краски, но излучение видимого света сохраняется еще долгое время после воздействия света. Фосфоресцентные краски обладают устойчивым свечением, которое сохраняется до 12 часов после воздействия света и со временем тускнеет.

Этот тип краски использовался для обозначения путей эвакуации в самолетах, а также для декоративных целей, например, для нанесения «звездочек» на стены и потолки. Является альтернативой радиолюминесцентной краске. Kenner от Lightning Bug Glo-Juice была популярной нетоксичной краской в 1968 году, продававшейся детям наряду с другими светящимися в темноте игрушками и новинками. Фосфоресцентная краска обычно используется в качестве краски для тела, на стенах детских комнат и на открытом воздухе.

При нанесении в виде краски или более сложного покрытия (например, термобарьерного покрытия ) фосфоресценция может использоваться для определения температуры или измерения деградации, известного как термометрия люминофора .

Радиолюминесцентная краска

Радиолюминесцентная краска — это самосветящаяся краска, состоящая из небольшого количества радиоактивного изотопа ( радионуклида смешанного с радиолюминесцентным ) , химическим веществом. Радиоизотоп постоянно распадается, испуская частицы излучения, которые поражают молекулы люминофора, побуждая их излучать видимый свет. Выбранные изотопы обычно являются сильными излучателями бета-излучения , что является предпочтительным, поскольку это излучение не проникает через ограждение. Радиолюминесцентные краски будут светиться без воздействия света до тех пор, пока радиоактивный изотоп не распадется (или не разложится люминофор), что может занять много лет.

Из соображений безопасности и ужесточения регулирования в потребительских товарах, таких как часы и наручные часы, теперь все чаще используются фосфоресцентные, а не радиолюминесцентные вещества. Раньше радиолюминесцентные краски широко использовались на часах и циферблатах и в просторечии часовщиков назывались «лязг». ^[1] Радиолюминесцентная краска по-прежнему может быть предпочтительнее в специальных целях, например, в часах для дайвинга . ^[2]

Радий

Радиолюминесцентная краска была изобретена в 1908 году Сабином Арнольдом фон Сохоцки. ^[3]^{[ не удалось пройти проверку – см. обсуждение ]} и первоначально включал радий -226. Радиевая краска на протяжении 40 лет широко использовалась на циферблатах часов, компасов и авиационных приборов, поэтому их можно было прочитать в темноте. Радий представляет собой радиологическую опасность , испуская гамма-лучи , которые могут проникнуть через стеклянный циферблат часов и в ткани человека. В 1920-е и 1930-е годы вредное воздействие этой краски становилось все более очевидным. Печально известный случай касался « Радиевых девушек », группы женщин, которые разрисовывали циферблаты часов и впоследствии страдали от неблагоприятных последствий для здоровья в результате проглатывания, что во многих случаях приводило к смерти. В 1928 году сам доктор фон Сохоцкий умер от апластической анемии в результате радиационного воздействия. ^[3] Тысячи устаревших радиевых циферблатов по-прежнему принадлежат населению, и краска по-прежнему может быть опасной при попадании в организм в достаточных количествах, поэтому она запрещена во многих странах.

В радиевой краске использовался сульфида цинка люминофор легированных активатором , обычно примеси металлов , , таких как медь (для зеленого света), серебро (сине-зеленый) и реже медно-магниевый (для желто-оранжевого света). Люминофор разлагается относительно быстро, и циферблаты теряют яркость в течение периода от нескольких лет до нескольких десятилетий; Поэтому часы и другие устройства, доступные в антикварных магазинах и других источниках, больше не светятся. Однако из-за длительного периода полураспада изотопа Ra-226, составляющего 1600 лет, они все еще радиоактивны и могут быть идентифицированы с помощью счетчика Гейгера .

Циферблаты можно отремонтировать, нанеся очень тонкий слой свежего люминофора без содержания радия (при этом исходный материал по-прежнему будет служить источником энергии); слой люминофора должен быть тонким из-за самопоглощения света в материале.

Прометей

Во второй половине 20 века радий постепенно заменялся прометием -147. Прометий представляет собой лишь относительно низкоэнергетический бета-излучатель, который, в отличие от альфа-излучателей, не разрушает решетку люминофора, и светимость материала не ухудшается так быстро. Краски на основе прометия значительно безопаснее радия, но период полураспада ¹⁴⁷Срок службы Pm составляет всего 2,62 года, поэтому он не подходит для длительного применения.

Краска на основе прометия использовалась для освещения лунного модуля «Аполлон» наконечников электрических переключателей , люка командно-служебного модуля «Аполлона» , ручек выхода в открытый космос, а также панелей управления лунного вездехода . ^[4]^[5]

Тритий

Радиолюминесцентные материалы последнего поколения основаны на тритии — радиоактивном изотопе водорода с периодом полураспада 12,32 года, испускающем очень низкоэнергетическое бета-излучение. Приборы по конструкции аналогичны люминесцентной трубке , так как состоят из герметично закрытой (обычно из боросиликатного стекла) трубки, покрытой изнутри люминофором и заполненной тритием. Они известны под многими названиями – например, газообразный тритиевый источник света (GTLS), тразер, беталайт.

Тритиевые источники света чаще всего рассматриваются как «постоянное» освещение стрелок наручных часов, предназначенных для дайвинга, ночного или тактического использования. Они также используются в светящихся новых брелоках , в самосветящихся знаках выхода , а ранее и в рыболовных приманках. Военные предпочитают их для применений, где источник питания может быть недоступен, например, для циферблатов приборов в самолетах, компасов , фонарей для чтения карт и прицелов для оружия.

Тритиевые лампы также встречаются в некоторых старых дисковых телефонах, хотя из-за своего возраста они больше не производят полезного количества света.

См. также

ChromaFlair
Биолюминесценция
Хемилюминесценция
Исторические аспекты светящейся краски, Scientific American , « Светящаяся краска », 10 декабря 1881 г., стр.368.

Ссылки

^ «Радиоактивная светящаяся радиевая краска» .
^ Опасности, связанные с часами с подсветкой при ремонте часов. Архивировано 4 июля 2011 г. в Wayback Machine , Управление по охране труда и технике безопасности Великобритании.
^ Jump up to: ^а ^б «Радиевая краска унесла жизнь ее изобретателя; доктор Сабин А. фон Сохоцкий долгое время был болен, отравлен люминантом на циферблате часов. 13 переливаний крови. Смерть из-за апластической анемии - пострадавшие женщины-работницы подали в суд на компанию». Нью-Йорк Таймс . 15 ноября 1928 г.
^ «Отчет об опыте Аполлона - защита от радиации» (PDF) . НАСА. Архивировано из оригинала (PDF) 14 ноября 2014 года . Проверено 9 декабря 2011 г.
^ «CSM/LM Освещение» (PDF) . НАСА . Проверено 11 апреля 2022 г.

[1] «Радиоактивная светящаяся радиевая краска» .

[2] Опасности, связанные с часами с подсветкой при ремонте часов. Архивировано 4 июля 2011 г. в Wayback Machine , Управление по охране труда и технике безопасности Великобритании.

[Sochocky-3] Jump up to: ^а ^б «Радиевая краска унесла жизнь ее изобретателя; доктор Сабин А. фон Сохоцкий долгое время был болен, отравлен люминантом на циферблате часов. 13 переливаний крови. Смерть из-за апластической анемии - пострадавшие женщины-работницы подали в суд на компанию». Нью-Йорк Таймс . 15 ноября 1928 г.

[4] «Отчет об опыте Аполлона - защита от радиации» (PDF) . НАСА. Архивировано из оригинала (PDF) 14 ноября 2014 года . Проверено 9 декабря 2011 г.

[5] «CSM/LM Освещение» (PDF) . НАСА . Проверено 11 апреля 2022 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]