Fluorescerende materialer: Egenskaber, anvendelser og principper

Fluorescerende materialer, også kendt som fluoroforer, udsender enten synligt eller usynligt lys, når de bestråles med en kortere bølgelængde, såsom ultraviolette stråler og røntgenstråling. Når bestrålingskilden fjernes, ophører fluorescenceeffekten, og udsendelsen af kortere bølgelængder stopper. I daglys ser de udsendte bølgelængder hvide ud på grund af fluorescensen, som omdannes til intensive fluorescerende farver, når de udsættes for ultraviolette stråler.

Princippet

Fluorescens er en optisk egenskab ved fluorescerende materialer. Når bølgepakker af fotoner med en bestemt bølgelængde bestråler et fluorescerende materiale, absorberer dets molekyler fotonerne og udsender herefter fotoner med en relativt længere bølgelængde. Energiforskellen mellem fotonerne (absorberede og udsendte) omdannes til vibrationsenergi eller varmeenergi.

Eksempler

Der findes flere typer bernes og kalkspat, der fluorescerer ved bestråling med kortbølget ultraviolette stråler. Hope-diamanten, smaragder og rubiner udsender rød fluorescens ved bestråling med kortbølget UV-stråling. De fluorescerende egenskaber ved råolie bruges ved olieboringer. For eksempel fluorescerer tunge olier i en matt brun farve og tjære i en lys gul farve. Nogle organiske væsker viser også fluorescerende egenskaber, såsom en blanding af anthracen i toluen eller benzen, der fluorescerer ved bestråling med ultraviolette eller gammastråler.

Fluorescerende belysning

Lyskilder bestående af fluorescerende materialer udsender ikke så meget spildvarme som andre typer lyskilder såsom halogenglødepærer og glødepærer. De fleste brandbegivenheder forbundet med en fluorescerende lyskilde skyldes halogenglødepærer. Selv glødepærer er risikabeldere end fluorescerende pærer, hvad angår brandbegivenheder. Det skyldes, at de to lyskilder, halogen- og glødepærer, udsender mere spildvarme end andre fluorescerende pærer.

Navngivning

Termen "fluorescens" stammer fra mineralet fluorit, som er et af de stærkeste fluorescerende materialer. Dens primære sammensætning er calciumfluorid. Årsagen til navngivningen af fluorescens efter dette mineral kan skyldes, at det blev opdaget som det første materiale, der udsender lys ved opvækkelse af en eller anden form for bestråling.

Anvendelser

Der er forskellige anvendelser af fluorescerende materialer. Fluorescensbelysning er blevet en almindelig forekomst. Det anses for at være mere energibesparende i forhold til glødepæreteknologi. Fluorescerende lys bruges både kommercielt og industrielt. Analytisk kemi og biokemi har også udnyttet fluorescerende materialer til mærkning af molekyler. Fluorescerende mærkning anvendes til at bestemme positionen, den metaboliske vej og dannelsen af flere biologiske molekyler og levende strukturer (f.eks. celler og antistoffer).