Pourquoi les sauveteurs Wintergreen brillent dans la triboluminescence sombre

Depuis plusieurs décennies, les gens jouent dans l'obscurité avec une triboluminescence en utilisant des bonbons Lifesavers au goût de Wintergreen. L'idée est de casser le bonbon dur en forme de beignet dans l'obscurité. Habituellement, une personne regarde dans un miroir ou regarde dans la bouche d'un partenaire tout en croquant les bonbons pour voir les étincelles bleues résultantes.

Comment faire Candy Spark dans le noir

• bonbons durs d'hiver (par exemple, les sauveteurs Wint-o-Green
• dents, marteau ou pince

Vous pouvez utiliser un certain nombre de bonbons durs pour voir la triboluminescence, mais l'effet fonctionne mieux avec des bonbons au goût de wintergreen, car la fluorescence de l'huile de wintergreen améliore la lumière. Sélectionnez un bonbon dur blanc, car la plupart des bonbons durs clairs ne fonctionnent pas bien. 

Pour voir l'effet:

• Séchez-vous la bouche avec une serviette en papier et croquez le bonbon avec vos dents. Utilisez un miroir pour voir la lumière de votre bouche ou regardez quelqu'un d'autre mâcher des bonbons dans l'obscurité.
• Placez le bonbon sur une surface dure et brisez-le avec un marteau. Vous pouvez également l'écraser sous une plaque de plastique transparente.
• Écraser le bonbon dans les mâchoires d'une paire de pinces

Vous pouvez capturer la lumière en utilisant un téléphone portable qui fonctionne bien en basse lumière ou un appareil photo sur un trépied en utilisant un nombre ISO élevé. La vidéo est probablement plus facile que de capturer une image fixe.

Comment fonctionne la triboluminescence

La triboluminescence est une lumière produite en frappant ou en frottant deux pièces d'un matériau spécial ensemble. Il est essentiellement léger de friction, car le terme vient du grec tribéine, qui signifie «frotter» et le préfixe latin lumin, ce qui signifie "lumière". En général, la luminescence se produit lorsque l'énergie est introduite dans les atomes par la chaleur, le frottement, l'électricité ou d'autres sources. Les électrons de l'atome absorbent cette énergie. Lorsque les électrons reviennent à leur état habituel, l'énergie est libérée sous forme de lumière.

Le spectre de la lumière produite par la triboluminescence du sucre (saccharose) est le même que le spectre de la foudre. La foudre provient d'un flux d'électrons traversant l'air, excitant les électrons des molécules d'azote (le principal composant de l'air), qui émettent de la lumière bleue lorsqu'elles libèrent leur énergie. La triboluminescence du sucre peut être considérée comme un éclair à très petite échelle. Lorsqu'un cristal de sucre est stressé, les charges positives et négatives dans le cristal sont séparées, générant un potentiel électrique. Lorsqu'une charge suffisante s'est accumulée, les électrons sautent à travers une fracture dans le cristal, entrant en collision avec des électrons excitants dans les molécules d'azote. La plupart de la lumière émise par l'azote dans l'air est ultraviolette, mais une petite fraction se trouve dans la région visible. Pour la plupart des gens, l'émission apparaît blanc bleuâtre, bien que certaines personnes discernent une couleur bleu-vert (la vision des couleurs humaines dans l'obscurité n'est pas très bonne).

L'émission des bonbons de wintergreen est beaucoup plus brillante que celle du saccharose seul parce que la saveur de wintergreen (méthyl salicylate) est fluorescente. Le salicylate de méthyle absorbe la lumière ultraviolette dans la même région spectrale que les émissions de foudre générées par le sucre. Les électrons du salicylate de méthyle deviennent excités et émettent de la lumière bleue. Beaucoup plus d'émissions de wintergreen que l'émission de sucre d'origine se trouvent dans la région visible du spectre, donc la lumière de wintergreen semble plus brillante que la lumière de saccharose.

La triboluminescence est liée à la piézoélectricité. Les matériaux piézoélectriques génèrent une tension électrique à partir de la séparation des charges positives et négatives lorsqu'elles sont comprimées ou étirées. Les matériaux piézoélectriques ont généralement une forme asymétrique (irrégulière). Les molécules et les cristaux de saccharose sont asymétriques. Une molécule asymétrique change sa capacité à retenir les électrons lorsqu'elle est pressée ou étirée, modifiant ainsi sa distribution de charge électrique. Les matériaux piézoélectriques asymétriques sont plus susceptibles d'être triboluminescents que les substances symétriques. Cependant, environ un tiers des matériaux triboluminescents connus ne sont pas piézoélectriques et certains matériaux piézoélectriques ne sont pas triboluminescents. Par conséquent, une caractéristique supplémentaire doit déterminer la triboluminescence. Les impuretés, les désordres et les défauts sont également courants dans les matériaux triboluminescents. Ces irrégularités, ou asymétries localisées, permettent également à une charge électrique de s'accumuler. Les raisons exactes pour lesquelles des matériaux particuliers présentent une triboluminescence peuvent être différentes pour différents matériaux, mais il est probable que la structure cristalline et les impuretés sont les principaux déterminants du fait qu'un matériau soit ou non triboluminescent..

Les sauveteurs Wint-O-Green ne sont pas les seuls bonbons qui présentent une triboluminescence. Les morceaux de sucre ordinaires fonctionneront, tout comme n'importe quel bonbon opaque à base de sucre (saccharose). Les bonbons transparents ou les bonbons fabriqués à l'aide d'édulcorants artificiels ne fonctionneront pas. La plupart des rubans adhésifs émettent également de la lumière lorsqu'ils se sont déchirés. L'amblygonite, la calcite, le feldspath, la fluorite, la lépidolite, le mica, la pectolite, le quartz et la sphalérite sont tous des minéraux connus pour présenter une triboluminescence lorsqu'ils sont frappés, frottés ou rayés. La triboluminescence varie considérablement d'un échantillon minéral à l'autre, de sorte qu'elle pourrait être inobservable. Les spécimens de sphalérite et de quartz translucides plutôt que transparents, avec de petites fractures dans toute la roche, sont les plus fiables.

Façons de voir la triboluminescence

Il existe plusieurs façons d'observer la triboluminescence à la maison. Comme je l'ai mentionné, si vous avez des sauveteurs à saveur de givre à portée de main, entrez dans une pièce très sombre et écrasez les bonbons avec une pince ou un mortier et un pilon. Mâcher les bonbons tout en vous regardant dans un miroir fonctionnera, mais l'humidité de la salive atténuera ou éliminera l'effet. Frotter deux morceaux de sucre ou des morceaux de quartz ou de quartz rose dans l'obscurité fonctionnera également. Le grattage du quartz avec une épingle en acier peut également démontrer l'effet. De plus, coller / décoller la plupart des rubans adhésifs affichera une triboluminescence.

Utilisations de la triboluminescence

Pour l'essentiel, la triboluminescence est un effet intéressant avec peu d'applications pratiques. Cependant, la compréhension de ses mécanismes peut aider à expliquer d'autres types de luminescence, y compris la bioluminescence dans les bactéries et les lumières sismiques. Les revêtements triboluminescents pourraient être utilisés dans des applications de télédétection pour signaler une défaillance mécanique. Une référence indique que des recherches sont en cours pour appliquer des flashs triboluminescents pour détecter les collisions automobiles et gonfler les airbags.