Triboluminiscencia
La triboluminiscencia es un fenómeno en el que se genera luz cuando un material se separa, rasga, raya, aplasta o frota mecánicamente (ver tribología ). El fenómeno no se comprende completamente, pero parece ser causado por la separación y reunificación de cargas eléctricas estáticas . El término proviene del griego τρίβειν ("frotar"; ver tribología ) y del latín lumen (luz). Se puede observar triboluminiscencia al romper cristales de azúcar y pelar cintas adhesivas.
Triboluminiscencia se usa a menudo como sinónimo de fractoluminiscencia (un término que a veces se usa para referirse solo a la luz emitida por cristales fracturados). La triboluminiscencia se diferencia de la piezoluminiscencia en que un material piezoluminiscente emite luz cuando se deforma, en lugar de romperse. Estos son ejemplos de mecanoluminiscencia , que es la luminiscencia resultante de cualquier acción mecánica sobre un sólido .
El pueblo indígena Uncompahgre Ute del centro de Colorado es uno de los primeros grupos documentados de personas en el mundo al que se le atribuye la aplicación de mecanoluminiscencia que involucra el uso de cristales de cuarzo para generar luz. [1] [2] Los Ute construyeron cascabeles ceremoniales especiales hechos de cuero crudo de búfalo que rellenaron con cristales de cuarzo transparente recogidos de las montañas de Colorado y Utah. Cuando los cascabeles se agitaban por la noche durante las ceremonias, la fricción y la tensión mecánica de los cristales de cuarzo que chocaban entre sí producían destellos de luz visibles a través de la piel traslúcida de búfalo.
La primera observación registrada se atribuye al erudito inglés Francis Bacon cuando registró en su Novum Organum de 1620 que "es bien sabido que todo el azúcar , ya sea confitado o simple, si es duro, brillará cuando se rompa o raspe en la oscuridad". [3] El científico Robert Boyle también informó sobre algunos de sus trabajos sobre triboluminiscencia en 1663. A finales de la década de 1790, la producción de azúcar comenzó a producir cristales de azúcar más refinados. Estos cristales se formaron en un gran cono sólido para su transporte y venta. Este cono sólido de azúcar tuvo que romperse en trozos utilizables con un dispositivo conocido como pellizcos de azúcar.. La gente empezó a notar que a medida que se "pellizcaba" el azúcar con poca luz, se veían pequeños estallidos de luz.
Un caso históricamente importante de triboluminiscencia ocurrió en París en 1675. El astrónomo Jean-Felix Picard observó que su barómetro brillaba en la oscuridad mientras lo llevaba. Su barómetro consistía en un tubo de vidrio que estaba parcialmente lleno de mercurio. Siempre que el mercurio se deslizara por el tubo de vidrio, el espacio vacío sobre el mercurio brillaría. Mientras investigaban este fenómeno, los investigadores descubrieron que la electricidad estática podría hacer que el aire a baja presión brille. Este descubrimiento reveló la posibilidad de la iluminación eléctrica.
Los científicos de materiales aún no han llegado a una comprensión completa del efecto, pero la teoría actual de la triboluminiscencia, basada en pruebas cristalográficas, espectroscópicas y otras pruebas experimentales, es que tras la fractura de materiales asimétricos, la carga se separa. Cuando las cargas se recombinan, la descarga eléctrica ioniza el aire circundante y provoca un destello de luz. La investigación sugiere además [ cita requerida ] que los cristales que muestran triboluminiscencia deben carecer de simetría (por lo tanto, ser anisotrópicos para permitir la separación de cargas) y ser malos conductores. Sin embargo, hay sustancias que rompen esta regla y que no poseen asimetría, pero muestran triboluminiscencia de todos modos, como el yoduro de terbio hexakis (antipirina).[4] Se cree que estos materiales contienen impurezas, que hacen que la sustancia sea localmente asimétrica.
