Di Kevin Lee | Aggiornato il 30 agosto 2022
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Dal bagliore luminoso degli scarabei cucujo sudamericani allo scintillio radioso dei fuochi d'artificio, le reazioni chimiche alimentano un'incredibile varietà di fonti luminose, sia viventi che artificiali.
Alla base di ogni fotone c'è un principio semplice ma potente:quando un elettrone in un atomo assorbe energia, passa allo stato eccitato; quando ritorna al suo stato fondamentale, rilascia quell'energia sotto forma di luce visibile. Questo processo è alla base di tutto, dai lampioni alle candele. Nei dispositivi artificiali, una batteria fornisce l'energia necessaria, mentre negli organismi bioluminescenti la luce viene prodotta chimicamente.
Lucciole, coleotteri cucujo e innumerevoli microrganismi marini come i dinoflagellati sfruttano la biochimica per brillare. Il nucleo di questo sistema è una reazione a due componenti:un substrato della luciferina reagisce con un enzima luciferasi, rilasciando fotoni. Alcune specie utilizzano fotoproteine, diversi enzimi che attivano l’emissione di luce quando gli ioni calcio si legano. Il risultato è un'illuminazione pulita ed efficiente in termini di ossigeno che si è evoluta nel corso di milioni di anni.
I bastoncini luminosi traducono la stessa chimica in un giocattolo portatile. Il tipico bastoncino contiene un estere fenilossilato, perossido di idrogeno e un colorante fluorescente. Dopo la piegatura, l'estere reagisce con il perossido, generando intermedi ad alta energia che trasferiscono energia al colorante. Il colorante eccitato emette quindi un bagliore luminoso e prolungato mentre i suoi elettroni ritornano allo stato fondamentale.
I fuochi d’artificio mostrano un altro percorso:il calore. L’intensa energia di un’esplosione vaporizza i sali metallici – stronzio o litio per il rosso, rame per il blu, per esempio – eccitandone gli elettroni. Quando questi elettroni si rilassano, emettono colori caratteristici che abbagliano il cielo notturno.
