Gli scarafaggi cucujo sudamericani brillano così intensamente che le persone possono usarli come lampade. I giochi Glow Stick affascinano i bambini e gli adulti generando luce senza utilizzare alcuna apparente fonte di energia. Questi sono due esempi di reazioni chimiche che producono diversi tipi di illuminazione negli organismi viventi e non viventi.

Energia, atomi e luce

La luce che vedi inizia a livello atomico. Quando l'energia eccita gli elettroni che orbitano attorno a un atomo, questi elettroni rilasciano fotoni dopo che ritornano ai loro stati di terra non eccitati. Vedi quei fotoni come luce visibile. Questo principio si applica sia al lampeggiare di un lampione che a una candela che tremola nel vento. In una torcia elettrica, una batteria fornisce la potenza necessaria per attivare il processo di generazione della luce. In uno scarafaggio cucujo, le reazioni chimiche creano l'illuminazione.

Chimica animale incandescente

Organismi come le lucciole sono bioluminescenti - generano luce combinando un enzima con un substrato. Dinoflagellati, creature marine microscopiche, producono anche la loro luce. Quando milioni di loro galleggiano insieme, possono illuminare l'acqua come vortici grandi e luminosi. Le sostanze chimiche che gli organismi utilizzano per produrre luce variano a seconda della specie. Occorrono almeno due sostanze chimiche per produrre bioluminescenza: una luciferina, che produce la luce, e una luciferasi, che guida la reazione chimica. Le fotoproteine ​​usano un meccanismo leggermente diverso da quello dei sistemi luciferasi-luciferina, ma che sono tuttavia anche enzimatici. Uno ione - spesso calcio - può avviare il processo di produzione della luce quando entra nel sistema in alcuni organismi.

Glow Stick Technology

È possibile produrre bioluminescenza artificiale combinando prodotti chimici che generano luce quando li mescoli in un contenitore - questo è ciò che accade con una bacchetta magica. Questi bastoncini contengono spesso estere fenilossilato, perossido di idrogeno e un colorante fluorescente. Quando queste sostanze chimiche si combinano, si verificano una serie di reazioni che fanno entrare energia nella tintura. Questa energia eccita gli elettroni del colorante che rilasciano il fotone quando ritornano allo stato fondamentale.

Luce dal calore: un esempio festivo

Il Giorno dell'Indipendenza è un momento eccellente per osservare le reazioni chimiche che producono luce usando calore. Molti fuochi d'artificio colorati che appaiono sopra la testa brillano perché il calore dopo un'esplosione fa sì che i sali metallici assorbano energia. Quando ciò accade, emettono luce visibile. Il colore che vedi dipende dal metallo o dalla miscela di metalli nei fuochi d'artificio. I sali di stronzio e di litio, ad esempio, producono il rosso mentre i composti di rame creano il blu.