Tämä olikin hauska juttu tehdä. Tai oikeastaan saada valmiiksi. Alla olevalla videolla siis nähdään kalsiumvolframaatin muodostumista vesiliuoksessa sekä sen luminesenssi kiinteässä olomuodossaan. Kyvettiä valaistaan 254 nm UV-valolla alapuolelta. Olen käyttänyt tarkoituksella UV/vis-mittauksiin tarkoitettua kvartsikyvettiä, sillä muovit tai tavalliset lasit eivät päästä niin korkeataajuista valoa lävitsensä, vaan absorboivat sen.
Kyvetissä on liuos, joka sisältää kalsiumkloridia ja siihen tiputetaan pipetillä natriumvolframaattiliuosta päälle. Jos liuokset olisivat olleet toisin päin, niin volframaatti olisi imenyt UV-valon itseensä ja videosta olisi tullut pannukakku. Myös nesteiden pitoisuuksilla oli huomattavasti vaikutusta reaktion näyttävyyteen. Saostumisnopeus piti saada juuri oikeaksi, jotta olisin ollut tyytyväinen videon visuaaliseen antiin. Tästä tuli ihan kemistin työ: kokeilla, epäonnistua ja kokeilla uudelleen, kunnes onnistuu tai luovuttaa. Mielestäni onnistuin ihan hyvin.
Luminesenssi – loistavaa kemiaa
Olin aihetta sivunnutkin jo aiemmin, mutta mielestäni asiaa piti vähän esitellä puhtaammassa muodossaan. Sitä paitsi, kalsiumvolframaatti hohtaa paremmin kuin mangaanilla maustettu sinkkisilikaatti. Ajattelin, että se olisi hienon näköistä ja kiinnostavaa, ehkäpä jäi vähän hampaankoloon silikaattivideon lopputuotteen vaimeasta hohteesta. Mistä se hohde saa sitten alkunsa? Luminesenssi on ilmiö, joka käsittää kaikki tilanteet, jossa tapahtuu seuraava asia: systeemi menettää energiaa näkyvän valon aallonpituudella (n. 400-700 nm) säteilevien fotonien muodossa. Videolla näkyvässä tilanteessa ainetta valaistaan UV-valolla ja kalsiumvolframaatin elektroneja virittyy (nousee korkeammalle energiatilalle), sitten ne palaavat takaisin perustilaansa ja palatessaan takaisin energiaa vapautuu ympäristöön näkyvänä valona. Sitä on luminesenssi.
Mihin sitä käytetään?
Luminesenssia on hyödynnetty paljon, ethän ylläty, valaistuksessa. Esimerkiksi loisteputkissa pinnoiteena, joka hohtaa näkyvänä valona. Valkoisissa LED-lampuissa, näytöissä jne. Myös mm. turvamerkinnät (pimeässä hohtavat hätäpoistumistiekyltit), seteleiden varmistusmerkinnät väärentämisen varalta nojaavat luminesenssin ihmeelliseen voimaan. Luminesenssi on myös olennainen ilmiö fotoniikan alalla, eli mm. tiedon siirrossa valon avulla ja joillain tutkijoilla onkin vieläpä tavoitteena kehittää tietokone, joka toimittaisi laskutoimituksia valon avulla sähkön sijaan. Mielestäni kemiassa valoon ja väreihin liittyvät asiat ja aineet ovat kiehtovimpien joukossa. Toivonkin, että tämä tutkimusala kasvaisi ja kukoistaisi myös täällä Suomessa, sillä tulevaisuuden teknologiat ovat yleensä mahdollisia vain uusien materiaalien avulla, joita kehittämään tarvitaan osaavia ihmisiä.