글로우 스틱

Glow stick
  1. 플라스틱 케이스가 내부 오일을 덮습니다.
  2. 유리 캡슐이 용액을 덮고 있다.
  3. 옥살산디페닐 및 형광염료 용액
  4. 과산화수소 용액
  5. 유리 캡슐이 깨지고 용액이 섞이면 글로우 스틱이 빛납니다.
팔찌로 사용하는 다양한 색상의 야광봉

라이트 스틱, 케미컬 라이트, 라이트 막대, 라이트 로드, 레이브 라이트라고도 알려진 야광 스틱은 자급식 단기 광원이다.그것은 화학발광을 통해 빛을 내는 분리된 물질이 들어 있는 반투명 플라스틱 튜브로 구성되어 있다.조명을 끌 수 없으며 한 번만 사용할 수 있습니다.그런 다음 사용한 튜브는 버려집니다.야광봉은 행사, 캠핑, 야외 탐험, 콘서트와 같은 레크리에이션을 위해 종종 사용된다.야광봉은 군대, 경찰, 소방, 응급 의료 서비스 운영 시 빛에 의존하기도 한다.산업 용도는 해양, 운송, 광업을 포함한다.

역사

1971년 마이클 M.에 의해 발명된 옥살산비스(2,4,5-트리클로로페닐-6-카르벤톡시페닐) 옥살산염.에드윈 A의 작품을 바탕으로 한 아메리칸 시아나미드의 Rauhut,[1] Laszlo J. Bollyky, Robert W. Sombathy.벨 [2][3]연구소의 찬드로스입니다

화학발광에 대한 다른 초기 연구들은 동시에 중국 호수 해군 무기 [4][5]센터의 허버트 리히터 연구자들에 의해 수행되었다.

다양한 발명가들이 야광 스틱 형태의 장치에 대한 미국 특허를 여러 개 획득했습니다.Bernard Dubrow와 Eugene Daniel Guth는 1965년 [6]6월에 포장된 화학 발광 물질을 특허 취득했습니다.1973년 10월, Clarence W. Gilliam, David Iba Sr 및 Thomas N. Hall이 화학 조명 [7]장치의 발명가로 등록되었습니다.1974년 6월, Herbert P와 함께 화학 발광 장치에 대한 특허가 발행되었습니다.리히터와 루스 E.테드릭은 [8]발명가로 이름을 올렸다.

1976년 1월, 빈센트 J. 에스포지토, 스티븐 M. 리틀, 그리고 존 H. 라이온스가 [9]발명가로 등재된 화학 발광 신호 장치에 대한 특허가 발행되었습니다.이 특허는 두 번째 물질에 현탁된 단일 유리 앰플을 추천했는데, 깨져서 함께 섞으면 화학 발광 빛을 낼 수 있습니다.또한 이 설계에는 신호 장치를 위한 스탠드가 포함되어 있어 움직이는 차량에서 던져지고 도로 위에 똑바로 서 있는 상태를 유지할 수 있습니다.이는 기존의 비상 도로변 플레어를 대체하고 화재 위험이 없기 때문에 더 우수할 것이며, 더 쉽고 안전하게 전개할 수 있을 것이며, 지나가는 차량에 부딪혀도 효과가 없을 것이라는 생각에서였다.플라스틱 튜브 안에 단일 유리 앰플을 넣은 이 디자인은 구부리면 유리가 깨지고 물질이 섞이기 위해 흔들리는 두 번째 물질로 채워져 있어 오늘날 [citation needed]판매되는 일반적인 글로우 스틱과 가장 흡사합니다.

1977년 12월,[10] Richard Taylor Van Zandt가 발명가로서 Chemical Light Device에 대한 특허가 발행되었다.이 설계 변경 사항에는 예열 스틱이 미리 정해진 수준의 충격에 노출되면 글라스 앰플이 깨지는 강철 볼이 있습니다. 예를 들어, 화살이 어둡게 날아갔지만 급감속 [citation needed]시 착지 위치를 비추는 것입니다.

1980년대 초에 대부분의 야광봉은 Omniglow Corp.에 의해 캘리포니아 노바토에서 생산되었다.옴니글로는 1994년 미국 시아나미드 화학광 사업부의 차입 인수를 완료하고 2014년 폐업할 때까지 전 세계 야광 스틱의 주요 공급업체가 되었습니다.오늘날 볼 수 있는 대부분의 야광봉은 [11]현재 중국에서 만들어졌다.

왼쪽에서 오른쪽으로 화학발광 글로우 스틱 분해: (1) 원래의 온전한 라이트 스틱, (2) 과산화물 혼합물을 눈금이 매겨진 실린더에 붓고 불소 포아의 유리 앰플을 제거한 개방 글로우 스틱, (3) 형광 형광 및 플라스틱 용기 형광을 나타내는 자외선 조명 아래 3개 모두 (4) mi의 화학발광(5) 혼합물이 원래의 플라스틱 용기로 돌아와 약간 다른(더 주황색) 발광 색상을 나타낸다.

사용하다

글로우 스틱은 방수 기능, 배터리 사용, 미미한 발열량, 저렴한 가격, 합리적인 일회용입니다.그들은 물속에서 발견되는 것과 같은 고압을 견딜 수 있다.그들은 군대, 야영객, 그리고 레크리에이션 [12]다이버들에 의해 광원과 라이트 마커로 사용된다.

오락.

파티에서 장식을 제공하는 야광봉

글로우스틱은 춤을 [13]출 때 야광봉을 사용하는 것이다.그것들은 파티, 콘서트, 댄스 클럽에서 오락용으로 자주 사용된다.그들은 행진 밴드 지휘자들에 의해 저녁 공연에 사용된다; 야광봉은 또한 전 세계의 축제나 축하 행사에도 사용된다.야광 스틱은 또한 장난감, 운전자에게 쉽게 보이는 야간 경고, 부모가 자녀들을 추적할 수 있는 발광 표시 등의 다양한 기능을 한다.또 다른 용도는 풍선을 이용한 조명 효과입니다.야광 스틱은 또한 저조도 사진이나 [14]필름에서 특수 효과를 내기 위해 사용됩니다.

기네스북은 세계에서 가장 큰 야광봉이 150미터 높이에서 금이 갔다고 기록했습니다.위스콘신 대학에서 만든 것입니다.위스콘신주 화이트워터에 있는 학교의 반세기 또는 150주년 생일을 축하하기 위해 Whitewater의 화학부가 [15]2018년 9월 9일에 부서졌다.

레크리에이션과 생존

야광봉은 야외 레크리에이션을 위해 사용되며, 종종 밤에 표시를 위해 사용됩니다.스쿠버 다이버들은 야간 다이빙을 할 때 다이빙 등급의 야광봉을 사용하여 자신을 표시한 다음 밝은 다이빙 조명을 끌 수 있습니다.이것은 밝은 다이빙 라이트가 켜져 있는 동안에는 볼 수 없는 생물 발광 해양 생물의 가시성을 가능하게 하기 위해 행해진다.비슷하게, 야광봉은 야간 캠핑 시 백팩, 텐트 말뚝, 재킷에 사용된다.서바이벌 키트에 글로우 스틱이 추가되는 경우가 많습니다.

산업

글로우 스틱은 산업적으로 특정 용도로 사용되며, 전기 조명 및 LED가 적합하지 않은 환경에서 광원으로 사용되는 경우가 많습니다.예를 들어 광업에서는 가스 누출 시 긴급 대피 시 예열 스틱이 필요합니다.이 경우 전기 광원을 사용하면 의도하지 않은 폭발이 발생할 수 있습니다.글로우 스틱에 사용되는 빛의 일종인 화학 발광은 "냉광"으로 전기를 사용하지 않으며 가스 누출을 유발하지 않습니다.

야광봉은 전 세계적으로 해양 산업에서도 사용되며, 종종 낚싯줄, 레크리에이션, 상업적인 낚시의 미끼로 사용되며, 인원의 안전을 위해서도 사용됩니다.

군사의

야광봉은 군대나 때때로 경찰 전술 부대에 의해 근접 전투 중에 건물을 청소하는 동안 청소된 방이나 주목 대상을 표시하기 위해 사용됩니다.야간 작전 [16]중 우군 식별에도 사용된다.

긴급 서비스

예열 스틱은 비상 서비스 부서에서 백업 광원으로 사용합니다.예를 들어, 야광봉은 자연 재해와 인도적 재난을 겪고 있는 사람들을 위한 유엔의 긴급 구호 도구의 일부이다.종종, 긴급 구조대원들은 야광봉을 나눠주며 밤에 자신의 조명에 접근할 수 없는 사람들을 추적한다.야광봉은 야간 시야를 확보하기 위해 승객과 상용 선박의 구명조끼와 구명보트에 부착되기도 한다.

비상시에는 비상등이 승객들을 안전하게 데려다 줄 수 있도록 지하철과 같은 대중교통을 위해 가끔 야광봉 비상등대가 이용 가능하다.

작동

상세 정보:화학 동역학

야광봉은 두 가지 화학물질이 섞일 때 빛을 발합니다.두 화학물질 간의 반응은 염기, 보통 [17]살리실산나트륨에 의해 촉매된다.스틱은 유연한 외부 컨테이너 안에 작고 부서지기 쉬운 컨테이너로 구성됩니다.각 용기에는 다른 용액이 들어 있습니다.외부 용기를 구부리면 내부 용기가 부서져 용액이 결합되어 필요한 화학 반응을 일으킵니다.파손 후에는 튜브를 흔들어서 부품을 완전히 혼합합니다.

예열 스틱에는 두 가지 화학 물질, 기본 촉매 및 적절한 염료(감지제 또는 불소)가 포함되어 있습니다.이것은 발기 반응을 일으킨다.플라스틱 튜브 안에 있는 화학물질은 염료, 염기 촉매, 디페닐 옥살산염의 혼합물입니다.유리병에 들어있는 화학물질은 과산화수소이다.과산화물과 페닐옥살산에스테르를 혼합함으로써 2몰의 페놀과 1몰의 과산화산에스테르(1,2-다이옥세탄디온)[18]를 생성하는 화학반응을 일으킨다.과산화물은 이산화탄소로 자연 분해되어 염료를 흥분시키는 에너지를 방출하고, 그 에너지는 광자를 방출함으로써 완화된다.광자의 파장(방출된 빛의 색)은 염료의 구조에 따라 달라집니다.그 반응은 에너지를 거의 [17]열과 함께 빛으로 방출한다.그 이유는 1,2-다이옥세탄디온의 역방향 [2 + 2] 광환산량이 금지된 전이이며(우드워드-호프만 규칙에 위배됨), 규칙적인 열 메커니즘을 통해 진행될 수 없기 때문이다.

디페닐옥살산염(위), 1,2-디옥세탄디온 분해(중간), 염료 완화(아래)

제조사는 2개의 화학약품과 베이스의 농도를 조정함으로써 단시간 동안 밝게 빛나거나 장기간 희미하게 빛나는 글로우 스틱을 제조할 수 있다.또한 반응의 온도 의존성을 보상하여 고온 또는 저온 기후에서 예열 스틱이 만족스러운 성능을 발휘할 수 있습니다.최대 농도(일반적으로 실험실 환경에서만 발견됨)에서 화학 물질을 혼합하면 격렬한 반응이 일어나 단 몇 초 동안 많은 양의 빛을 생성합니다.살리실산나트륨이나 다른 염기를 다량 첨가해도 같은 효과를 얻을 수 있다.예열 스틱을 가열하면 반응 속도가 빨라지고 짧은 시간 동안 예열 스틱이 더 밝게 빛납니다.글로우 스틱을 냉각하면 반응이 약간 느려지고 오래 지속되지만 빛은 더 어둡습니다.이는 활성 예열 스틱을 냉장 또는 동결하여 입증할 수 있으며, 다시 예열되면 광택이 재개됩니다.글로우 스틱에 사용되는 염료는 보통 자외선에 노출되면 형광을 나타내며, 따라서 사용이 끝난 글로우 스틱도 검은 빛 아래에서 빛날 수 있습니다.

광강도는 활성화 직후에 높다가 기하급수적으로 감소합니다.작동하기 [19]전에 예열 스틱을 냉장 보관하여 초기 고출력의 레벨을 조정할 수 있습니다.

오렌지색 글로우 스틱에서 제거된 혼합형 형광체와 과산화물의 화학발광(녹색선), 블랙 라이트 하에서의 유리 앰플 내 액체형 형광체만(혼합 전), 블랙 라이트 하에서의 오렌지색 글로우 스틱의 플라스틱 외부용기 형광체(빨간색선), 스펙재조립된 화학 발광 글로우 스틱(오렌지 플라스틱 병에 다시 부은 액체)의 트럼(주황색 라인).따라서 이 그래프는 주황색 예열 스틱의 주황색 빛(위 예열 스틱 분해 이미지의 것과 동일)이 주황색 플라스틱 용기에 부분적으로 형광을 유도하는 녹색-노란색 발광 화학 발광 액체에 의해 생성된다는 것을 보여준다.

두 개의 형광체를 조합하여 사용할 수 있으며, 하나는 용액에, 다른 하나는 용기 벽에 내장되어 있습니다.이것은 두 번째 불소 포자가 용액에서 분해되거나 화학물질의 공격을 받을 때 유리하다.첫 번째 형광체의 방출 스펙트럼과 두 번째 형광체의 흡수 스펙트럼은 크게 겹치고 첫 번째 형광체는 두 번째 형광체보다 짧은 파장에서 방출되어야 한다.자외선에서 가시 파장(예를 들어 녹색에서 주황색으로) 또는 가시 파장에서 근적외선으로의 변환과 같이 자외선에서 가시 파장으로의 하향 변환이 가능하다.시프트는 200nm까지 가능하지만 일반적으로 범위는 흡수 [20]스펙트럼보다 약 20~100nm 길다.이 방법을 사용하는 야광 스틱은 플라스틱에 염료가 내장되어 있기 때문에 색이 칠해진 용기가 있는 경향이 있습니다.적외선 예열 스틱은 용기에서 생성된 가시광선을 염료가 흡수하여 근적외선을 다시 방출하기 때문에 진한 빨간색에서 검은색으로 보일 수 있습니다.

흰색 야광봉에서 방출되는 빛.스펙트럼에서 4~5개의 피크가 관찰되며, 이는 글로 스틱에 4~5개의 다른 형광체가 포함되어 있음을 시사한다.

한편, 복수의 형광체를 용액내에 혼합하는 것만으로, 다양한 색을 얻을 수 있어 원하는 [17][21]효과를 얻을 수 있다.이러한 다양한 색상은 가색 원리로 인해 구현될 수 있습니다.예를 들어 적색,[17] 황색 및 녹색 형광체의 조합은 주황색 형광체 스틱에, 여러 형광체의 조합은 흰색 형광체 스틱에는 여러 형광체의 조합은 흰색 형광체 [21]스틱에 사용됩니다.

사용된 형광체

안전상의 문제

독성

글로우 스틱에서는 페놀이 부산물로 생산됩니다.혼합물을 피부에 가까이 두지 말고 예열 스틱 케이스가 갈라지거나 파손되는 경우 실수로 섭취하지 않도록 하는 것이 좋습니다.피부에 흘린 화학물질은 약간의 피부 자극, 붓기, 극단적인 경우 구토 및 메스꺼움을 유발할 수 있습니다.오래된 야광봉에 사용된 화학 물질 중 일부는 잠재적인 발암 [24]물질로 생각되었다.사용되는 감작제는 발암성 특성으로 알려진 화합물 등급인 다핵 방향족 탄화수소입니다.

때때로 야광봉에 사용되는 성분인 프탈레이트 디부틸은 건강에 대한 우려를 제기하고 있다.그것은 [25]2006년에 캘리포니아의 기형균 의심 리스트에 올랐다.

글로우 스틱에는 가소제 역할을 하는 성분이 들어 있습니다.이것은 만약 야광봉이 플라스틱 위에 새면 그것을 [26]액화시킬 수 있다는 것을 의미한다.

옥살산디페닐은 눈을 따끔거리고 피부를 자극하고 따끔거리며 섭취할 경우 입과 목이 따끔거릴 수 있다.

또한 환경에 남아 있는 사용 후 야광봉은 장기적인 오염을 유발합니다.본 네이처 페이퍼에서는 해양 산업에서 사용되는 사용 중인 야광 스틱 및 화학 조명(모든 야광 스틱 [27]유형에서 유사함) 내에서 지속적으로 반응하는 많은 2차 반응을 간략히 설명합니다."HepG2 세포주와 피부 섬유아세포에서 생존력 상실, 세포 주기 변화 및 DNA 조각이 관찰되었습니다.비세포독성 LS(Light Stick) 농도는 HepG2 DNA에서 돌연변이원성 병변 1,N6-γdAdo의 발생을 3배 증가시켰다.또한 DNA에 의한 사용후 LS성분의 시험관내 배양은 dGuo-LS 부가물을 생성하였으며, 그 구조해명에 의해 반응성 염소화물의 존재가 밝혀졌다.결론적으로 LS 함량은 세포독성과 유전독성이 매우 높은 것으로 밝혀졌다.우리의 데이터는 LS 폐기물 관리 지침과 인체 노출로 인해 발생할 수 있는 독성 결과에 대한 적절한 정보가 시급하다는 것을 보여줍니다."

일회용 플라스틱

또한 예열 스틱은 일회용 플라스틱으로 만들어지기 때문에 플라스틱 폐기물 문제에 기여합니다.또, 내부 바이알은 유리로 제조되는 경우가 많고, 취급이 부적절하면 내부 화학물질이 위험하기 때문에, 글로우 스틱에 사용되는 플라스틱은 재활용 서비스로 회수할 수 없기 때문에 글로우 스틱은 재생 불가능한 폐기물로 분류된다.

안전성 향상

2020년대에는 보다 안전한 야광봉과 대안을 만들기 위한 작업이 이루어지고 있었다.캐나다 회사인 Nyoka Design[28] Labs가 야광 스틱 대체품을 개발합니다.Light Wand는 생분해성이며 화학발광보다는 생물발광으로 빛납니다.LUMI는 인광으로 빛나며 화학 및 생물학적으로 비활성화된 재사용 가능한 무독성 대안입니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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외부 링크

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