IMG_09501

Fa uns mesos la meua filla va entrar a casa:
– Papa, ara veuràs que xulada!
En un moment va traure un tubet de plàstic, ho va manipular breument i ho va agitar. I el tubet, de sobte, estava emetent llum roja. Jo ja sabia del fenomen de la quimioluminescència, la producció de llum mitjançant reaccions químiques, però mai havia vist el procés. Amb una peça addicional es va fer una polsera i va apagar la il·luminació del menjador. L’efecte era màgic.
– Mola, eh?
Va traure alguns tubets més, em va explicar com manipular-los i, en un moment, teníem polseres de diferents colors.

En la naturalesa existeix un exemple de bioluminiscència, quimioluminiscència producida por éssers vius, que ens ha fascinat des de l’antiguitat: la lluentor de les cuques de llum en la foscor. En elles es produeix, bàsicament, el mateix que en les polseres: una reacció química provoca l’excitació d’una molècula que es desexcita emetent llum. Però, en les cuques de llum, el sistema és l’increïblement eficient: el rendiment és del 80%, és a dir, 80 de cada 100 molècules excitades emeten llum.

La quimioluminescència està relacionada amb la fluorescència i la fosforescència. En els tres processos es produeix la desexcitació d’un compost per emissió de llum. La diferència entre ells està en la forma en la qual es produeix l’excitació d’aquests compostos. En el cas de la quimioluminescència, l’excitació es produeix mitjançant una reacció química mentre que, en la fluorescència i la fosforescència, l’excitació es produeix amb llum. Quan deixem d’il·luminar, les substàncies fluorescents deixen d’emetre llum, mentre que les fosforescents segueixen emetent amb una intensitat que disminueix amb el temps, de manera que solament són visibles uns minuts o unes hores.

A principis de la dècada de 1960 Edwin A. Chandross, un jove químic que treballava en els laboratoris Bell en els fenòmens de luminescència, va trobar una reacció que era capaç de produir quimioluminescència amb una molècula emissora de llum apropiada. L’eficiència del procés era molt baixa, del 0,1%. Tal vegada per aquesta raó, aquest descobriment no va ser patentat.

Un altre químic, Michael M. Ranhut, responsable de recerca de la companyia American Cyanamid, va conèixer els resultats obtinguts per Chandross. Sent conscient de les possibles aplicacions d’un sistema quimioluminescent eficient, va decidir obrir una línia de recerca en aquest tema. Van treballar amb la reacció de Chandross, van cercar alternatives, i van dissenyar un conjunt de compostos, uns èsters de l’àcid oxàlic que, quan es barrejaven amb peròxid d’hidrogen (aigua oxigenada), amb una petita quantitat de salicilat i amb pigments adequats, produïen llum amb una eficiència del 5%. Un sistema molt menys eficient que el de les cuques de llum, però que produeix llum suficient com per a poder usar-se en aplicacions. Van denominar al sistema Cyalume, i van donar també aqueix nom a la marca comercial dels productes quimioluminescents de l’empresa. Van cercar molècules colorants que emeteren amb colors diferents. Amb elles, o amb barreges d’elles, s’aconsegueix una àmplia gamma de colors: verd, roig, groc, taronja, blava i blanc.

Un tub quimioluminescent consta d’un contenidor de plàstic flexible amb una cavitat central. En aquesta cavitat hi ha un vial de vidre que conté l’èster. En la cavitat, al voltant del vial, està el peròxid d’hidrogen i el salicilat. Tots aquests compostos estan dissolts en un dissolvent orgànic apropiat. Quan es doblega la coberta exterior de plàstic, el vial de vidre es trenca, els reactius es barregen i comença la reacció química: les molècules de colorant passen a l’estat excitat i una part d’elles es desexcita mitjançant emissió de llum. La diferència d’energia entre l’estat excitat i l’estat fonamental és característica de cada colorant, i per açò cadascun d’ells emet llum amb un color diferent.

En 1993 American Cyanamid va vendre la seua divisió de llum química a l’empresa Omniglow. Aquesta empresa segueix investigant amb la finalitat de cercar sistemes de major eficiència, o que puguen treballar en condicions de temperatures no habituals: en particular, estan tractant de desenvolupar un sistema que funcione a temperatures menors de 0 graus.

És possible trobar en algunes tendes uns tubs quimioluminescents de 20 centímetres de llarg i uns 2 centímetres d’ample. Donat el major volum de reactius que contenen, produeixen molta més llum que la polsera que em va ensenyar la meua filla. De fet, a Alemanya els tenen en les cases per a emprar-los si es va l’electricitat: sempre funcionen, a diferència del que passa amb les llanternes, a les quals en moltes ocasions se’ls esgoten les piles amb el temps. Hem comprat aquests tubs en el nostre centre de treball per fer demostracions celebrant que l’any 2015 és l’Any Internacional de la Llum. La primera la vam fer fa un dies amb uns estudiants del Màster d’Arts Visuals i Multimèdia de la Universitat Politècnica de València i en ella comprovem la fascinació que provoquen els fenòmens relacionats amb la llum…