Czarne światło odnosi się do rodzaju światła lub lampy, która je wytwarza, którego spektrum znajduje się powyżej spektrum widzialnego.
Funkcjonowanie i generacja światła czarnego
Panuje przekonanie, że czarne światła uwydatniają białe kolory. Chociaż zdarza się to i jest zjawiskiem, które prawie każdy widział, na przykład na dyskotece, to w rzeczywistości światło to podkreśla fluorescencyjne kolory i materiały.
W przypadku białej odzieży lub białych butów chodzi o to, że wiele z nich zawiera poliester w swoich materiałach.
Jak stworzyć czarne światło?
- Pierwszy polega na filtrowaniu generowanego światła poprzez blokowanie większości spektrum widzialnego. W ten sposób propagowane jest tylko światło ultrafioletowe. Tego typu lampy LED lub czarne żarówki mają charakterystyczną bardzo słabą fioletową poświatę. Są one często określane jako lampy BLB (Blacklight Blue), mimo że w żadnym momencie nie mają tego koloru.
- Druga technika generuje światło ultrafioletowe, ale nie jest stosowany filtr. W tym przypadku lampy mają bardziej intensywną niebieską poświatę, chociaż ich oznaczenie BL (Blacklight) nie odnosi się do tego aspektu.
Cristal de Wood
Ten rodzaj szkła jest tradycyjnie używany do filtrowania światła w lampach z czarnym światłem.
Opracowane przez Robert Williams Wood w 1903 roku, szkło to eliminuje widzialną część światła, przepuszczając znaczną część ultrafioletu i większość światła podczerwonego.
Rodzaje światła ultrafioletowego
Światło ultrafioletowe może być uzyskiwane za pomocą różnych technologii, między innymi fluorescencyjnej, żarowej lub LED.
Fluorescencyjna
Są one produkowane w taki sam sposób i z takimi samymi właściwościami jak konwencjonalne świetlówek. Różnica polega na zastosowaniu luminoforu, który emituje światło UV zamiast światła białego.
Zastosowany luminofor będzie zależał od pożądanego zakresu długości fali światła. Najpopularniejsze z nich to fluoroboran strontu (SrB4O7F:Eu2+) lub boran strontu (Sr3(BO3)2), oba z domieszką europu dla światła o długości fali 368-371 nm, natomiast dla 350-353 nm luminofor uzyskuje się przez domieszkowanie krzemianu baru (BaSi2O5:Pb+) ołowiem.
Inkandescencja
Światło uzyskuje się po prostu przez odfiltrowanie części widzialnej za pomocą np. szkła Wooda. Był to pierwszy typ zaprojektowanego źródła światła czarnego.
Nic dziwnego, że pomimo tego, że jest bardzo tania i łatwa w produkcji, jest to wyjątkowo nieefektywny typ żarówki.
Para rtęci
Można produkować lampy światła czarnego o dużej mocy. Do emisji światła nie używają luminoforu, w tym przypadku wykorzystywane jest promieniowanie świetlne generowane przez rtęć pod wysokim ciśnieniem (500 do 1000 kPa) w paśmie 350-375 nm.
Powstałe w ten sposób lampy wytwarzają więcej promieniowania UVA na wat niż lampy fluorescencyjne.
Światło czarne LED
Czarne światło jest również możliwe przy użyciu niektórych typów diod LED, chociaż zwykle nie jest to poniżej 380 nm.
W ten sposób uzyskuje się promieniowanie o niskiej energii tam, gdzie jest część światła widzialnego.
Zastosowanie światła czarnego
Ten rodzaj światła ma wiele zastosowań, większość z nich opiera się na fakcie, że jest w stanie ujawnić obecność materiałów fluorescencyjnych. W większości przypadków takie materiały pozostają niewidoczne nawet po wystawieniu na działanie konwencjonalnego światła UV, ponieważ emitowane przez nie światło widzialne „zakrywa” słabą poświatę, którą generują.
Wśród wielu jego zastosowań możemy wyróżnić następujące:
Uwierzytelnianie obiektów
Niewątpliwie jedno z najczęstszych zastosowań. Widzimy go najczęściej na papierowych pieniądzach lub dokumentach takich jak paszporty.
Obiekty te zazwyczaj zawierają pasmo lub wzór, który będzie świecić po wystawieniu na działanie światła UV. W przeciwieństwie do zwykłego papieru jest produkowany bez użycia wybielaczy optycznych, które reagują również na czarne światło.
Niewidzialny tusz
Klasyka kina szpiegowskiego. Ten fluorescencyjny tusz pozostaje ukryty, jeśli nie jest wystawiony na działanie odpowiedniego światła.
Jest on również używany w klubach nocnych lub na imprezach, aby odcisnąć ślad na nadgarstku uczestników. W ten sposób są oni identyfikowani przy wyjściu, co umożliwia im ponowny wjazd bez konieczności uiszczania opłaty.
Biologia molekularna
Ze względu na zdolność niektórych materiałów luminoforowych do wiązania się z określonymi substancjami, takimi jak DNA, światło to ułatwia ich wizualizację.
Naprawdy i konserwacja
Jest on również powszechnie stosowany do nieinwazyjnych kontroli, na przykład urządzeń gospodarstwa domowego.
Bardzo częstym zastosowaniem jest wykrywanie nieszczelności w układzie chłodziarki. Do czynnika chłodniczego dodawany jest barwnik UV, który po uruchomieniu systemu ujawnia wszelkie problemy w dystrybucji, niezależnie od tego, czy jest to małe pęknięcie rury, czy źle uszczelniona uszczelka.
Kontrola owadów
Szczególnie przydatne w walce z muchami i komarami są typowe niebieskie lampy, które przyciągają owady i eliminują je.
Zatrucie płynem niezamarzającym
Większość producentów płynów niezamarzających dodaje barwnik fluorescencyjny do glikolu etylenowego, który jest ich głównym składnikiem.
Glikol etylenowy jest bezbarwną, bezwonną substancją o słodkim smaku. Sprzyja to przypadkowemu spożyciu, zwłaszcza przez dzieci i zwierzęta. Dzięki temu barwnikowi jest łatwy do wykrycia w moczu lub innych wydalinach.
Zastosowanie medyczne
Zastosowania w medycynie, zwłaszcza w dermatologii, są bardzo różnorodne, a niektóre z nich wymieniono poniżej:
Sterylizacja
Może wykorzystywać światło UV, aby zapobiec rozmnażaniu się niektórych mikroorganizmów (bakterii, wirusów i grzybów), eliminując je bez pozostawiania śladów. Często można je również spotkać w publicznych łazienkach lub na basenach.
Lampy bakteriobójcze są używane do dezynfekcji i sterylizacji kabin laboratoryjnych, powierzchni w szpitalach, narzędzi sanitarnych, masek, badań bakteriologicznych, procesów farmaceutycznych, systemów klimatyzacyjnych i komór chłodniczych.
Innym ważnym obszarem zastosowania jest dezynfekcja wody pitnej, ścieków, oczyszczanie basenów, fontann i stawów, ponieważ zapobiega tworzeniu się glonów.
Diagnostyka zakażeń
Stosuje się go zwłaszcza do diagnozowania infekcji pochodzenia grzybiczego lub bakteryjnego, z których najczęstsze są bakterie wywołujące trądzik, świecące w czarnym świetle na pomarańczowo.
Światło bili
Ta ciekawa nazwa odnosi się do specjalnego rodzaju niebieskiego światła, które jest używane w fototerapii do zwalczania żółtaczki u noworodków.
Schorzenie to, które może mieć poważne konsekwencje, charakteryzuje się zażółceniem skóry i oczu spowodowanym nadmiarem bilirubiny.
Wykrywanie chorób
Oprócz infekcji, jak już wspomnieliśmy, może być stosowany do wykrywania innych rodzajów problemów medycznych, takich jak stwardnienie guzowate.
Bezpieczeństwo czarnego światła
Jak już wspomnieliśmy, czarne światło to nic innego jak promieniowanie ultrafioletowe. W ramach tego możemy wyróżnić trzy zakresy UVA, UVB, UVC, ponieważ oddalają się one od światła widzialnego, a ich długość fali ulega zmniejszeniu.
Chociaż rodzaj generowanego światła to głównie UVA, które jest najbardziej zbliżone do światła widzialnego i niesie mniejszą energię, niektóre światła w zakresie UVB mogą być wypromieniowywane i dlatego muszą być odpowiednio filtrowane.
Światło UVA jest najbezpieczniejsze z tych trzech rodzajów promieniowania, ale nie jest nieszkodliwe. Pamiętaj, że wysoka ekspozycja na tego typu promieniowanie jest szkodliwa dla skóry. Starzeje skórę, niszczy witaminę A, uszkadza włókna kolagenowe i może powodować niektóre rodzaje raka, takie jak czerniak.
Należy zauważyć, że niska moc czarnych lamp nie jest wystarczająca, aby spowodować tego typu uszkodzenia, ale istnieją przypadki, w których nadmierna ekspozycja poprzez nadużywanie, na przykład, kabin UVA może być bardzo szkodliwa.
Jak zrobić czarne światło domowej roboty
Możemy jednak trochę poeksperymentować z tym rodzajem światła i rozważyć stworzenie domowej roboty lampy ultrafioletowej. Przyjrzyjmy się kilku prostym projektom, które możemy wykonać:
Latarka ultrafioletowa w telefonie komórkowym
Bardzo prosty trik, aby stworzyć lampion z czarnego światła za pomocą telefonu komórkowego, który nie wymaga żadnych skomplikowanych materiałów. Wszystko czego potrzebujemy to przezroczysta taśma i niebieski marker permanentny.
- Najpierw umieszczamy kawałek taśmy na błysk komórki i malujemy ją niebieskim permanentem.
- Następnie dodamy drugi kawałek, pomalujemy go i tak dalej, aż będziemy mieli pięć warstw nad lampą błyskową.
- Eliminuje to większość światła widzialnego emitowanego przez lampę błyskową, z wyjątkiem najbardziej niebieskiego i niektórych promieni ultrafioletowych.
Lampa ultrafioletowa domowej roboty
Do tego potrzebna nam będzie lampa z żarówką, najlepiej LED, gdyż wydzielają mniej ciepła, co odpowiada 100W.
Do budowy filtra użyjemy podstawy w postaci niebieskiej plastikowej butelki (typu Solan de Cabras), do której będziemy dodawać kolejne warstwy niebieskiego plastiku (inne butelki, foldery…).
Rezultat posłuży do zamknięcia żarówki i uzyskania efektu podobnego do poprzedniego.
Chociaż te projekty DIY światła ultrafioletowego emitują prawie żadnego światła w zakresie UV, będą one rozjaśnić tuszu markerów fluorescencyjnych i innych materiałów, jak również większość ryb fluorescencyjnych mamy, jeśli używamy ich do oświetlenia akwarium. Więc będą one działać dla większości ludzi, którzy potrzebują czarnego źródła światła.