joseconncarro

當我還只是個小孩子的時候，沒有比看到一個物體在黑暗中會發光還高興的事。在那時候，這一類物品還不是很常見之前，我會巡視各玩具店尋找那些令人難以理解的磷光球、磷光塗料和磷光橡膠蟲等會發光的玩具。而在一段時期之後，我則是很快的跳脫出對那些常見的螢光（fluorescent）玩具的迷思 ]為我很清楚地知道是那些在黑暗中持續不斷自然發光的機制讓我著迷。而當我是個青少年的時候，另一種令人感到驚奇的發光物，開始出現在演唱會及戶外的慶典活動中。而那些東西就是充滿著神秘液體，且可以發出色彩豔麗的綠色、黃色和藍色的項鍊及繩索。這些物品的發光時間只會持續幾個小時，並不像磷（phosphorescent）玩具一樣；因為一旦它們產生的光逐漸消失，就不可能再恢復了。我和我的朋友曾經把這些東西放到冰箱裡去，試著延長他們的發光時間，然而只是多延長了一點發光的時間而已。而在一般的藥局也可以買的到這些會發光的棒子。它們是以塑膠製成的短棒小容器，裡面則是含有神奇且亮亮的綠色液體。當這個塑膠棒輕輕地被彎折時，可以聽到一個充滿液體的小玻璃膠囊被打碎所發出的輕脆聲響。而此時棒內的兩種成分可充分混合，神秘且明亮的綠色光便會透過這根棒子向四面八方發散開來。



現在，各種顏色及形狀的化學發光（chemiluminescence）的產品到處可見，所以這些東西已不再那麼新奇。但是，且不管一般人對這些無所不在的化學發光物質的著迷的程度有多深；相信大多數人從來不曾瞭解這些發光物質為何會發光，以及它們所發出各種不同顏色光時背後所隱藏的化學變化。即使綠色光棒及藍色項鍊在市面上流通時日已久，科學家對於它們究竟是如何放出亮麗炫目的光亮至今依然存有疑慮。



人類早就因為螢火蟲在黑暗中所發出的光而對「冷光」的產生與機制感到興趣。螢火蟲的發光機制（取決於螢火蟲中螢光素的氧化作用）具有令人難以置信的發光效率 ?100個反��分子中，有80個會參與反應產生光子。在1960年初期，當科學家開始在實驗室中製造「化學螢火蟲」時，他們就已經掌握了螢火蟲的發光機制中的必備要素：（一）當分子被激發時，具有放光不發熱的特性；（二）一種能量來源來激發這類型分子。當然有很多種能量來源，如：光、熱，以及電。而在化學發光（chemiluminescence）中，能量的來源就是依靠化學反應所產生的。但是，螢火蟲在黑暗中發光所依賴的化學反應必須產生很大的有效能量，也就是說能量完全被轉移到螢光分子上，並不以「熱」的型式將能量釋放出來。不過，就目前所知道的例子中，如此完美協調的化學發光反應是非常少見的。



同樣也是在1960年早期，Edwin A. Chandross（新澤西州Murray Hill貝爾實驗室的一位年輕的化學家）則是正在尋找解釋化學發光的機制。而Chandross認定過氧化物（perxoide）（在某些化學反應中，已知具有可以釋放巨大能量的潛力）有可能是讓實驗室版本的「化學螢火蟲」發光的要素之一。在Chandross所嚐試的一連串實驗之中，他發現了令他感到非常興奮的事 ?當草酸醯氯（oxalyl chloride）和過氧化氫及螢光染料混合時，會產生化學反應並且發光。雖然此反應的效率只有大約0.1\，但是此反應卻是現代化學發光萌芽的基礎。Chandross在當時並不知道他的發現非常具有發展性，所以並未取得這項發現的專利。大約在相同的時期，另一位化學家 ?Michael M. Rauhut（在康乃狄克州，史丹福的American Cyanamid公司擔任探索研究部的經理）和他的同僚，則向Chandross請教有關草酸醯氯這一方面的化學研究，並繼續研究這類型的化學反應，以期尋找出一個具有實際應用價值，亦即可以產生足夠強度的化學發光體。Rauhut和他的同僚 ?Laszo J. Bollyky發展出一系列的草酸酯（oxalate ester）。最後，他設計了一個苯基草酸酯（phenyl oxalate ester），當這個酯類化合物和過氧化氫及螢光染料混合時，可以產生量子產率（quantum yield）為5\的發光效率。雖然這個實驗室製造出的「化學螢火蟲」所發出的光沒有真實的螢火蟲那麼有效率，但是已經是非常具有應用性的了。所以他們就把這個酯類化合物稱做Cyalume，而且它很理所當然的變成了American Cyanamid’s公司化學發光產品的註冊商品名。



　







現在已經退休的Rauhut天真的回憶說：那真是一項偉大的計畫，在那裡頭有很多令人驚奇的事。Rauhut和其他研究人員對於此發光過程所假設的反應機構依然是目前最被科學界所接受的解釋。當草酸酯和過氧化氫在水楊酸鹽（salicylate）催化劑的幫助之下，會反應形成過氧酸酯（peroxyacid ester）和酚（phenol）。而過氧酸酯則會分解形成更多的酚，以及最重要的一個高能量中間產物 ?一個被認為是以二氧化碳所形成的四圓環CO2雙體。當這個環狀雙體分解為兩個CO2分子時，他會釋放出能量給在一旁等待的染料分子，而此染料分子在接受能量之後就產生了螢光。這個團體一直在尋找可以產生不同顏色的螢光染料。例如，在大部分的阿囉哈螢光棒批發螢光棒那裡買螢光棒價錢螢光棒成份螢光棒原理螢光棒工廠螢光棒批發商阿囉哈led總匯 %%artical_title->%%artical_title,歡迎找阿囉哈光電中，最常見的綠色螢光就是從9,10-雙苯乙炔基恩（9,10-bis(phenylethynyl)anthracene）來的；而9,10-雙苯基恩（9,10-diphenylanthracene）則會產生藍色螢光。Rauhut記憶猶新的說：我們也同時製造出一個漂亮的黃色化學螢光。American Cyanamid公司最後在1993年的時候，將他們化學發光部門賣給了麻薩諸塞州，春田的一家化學發光產品製造商 Omniglow。而Omniglow公司研發部門的領導人E. Earl Cranor則是繼續在化學發光上發展新的商業用途。他最近的一項計畫是發展在凝固點溫度以下能夠發光的阿囉哈螢光棒批發螢光棒那裡買螢光棒價錢螢光棒成份螢光棒原理螢光棒工廠螢光棒批發商阿囉哈led總匯 %%artical_title->%%artical_title,歡迎找阿囉哈光電。Omniglow公司也同時一直在尋找更高的發光效率以及更漂亮的螢光顏色。Cranor說：最難製造出的顏色中，最具代表性的就是紅色和藍色；至於紫色，因為必須結合三種染料，所以是所有顏色中最棘手的。另外，Cranor指出，其實綠色和黃色對目前的技術而言只是小意思而已。

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