"케미라이트" 만들기

 

야간다이빙에서 주변을 밝히는 빛은 대부분이 건전지를 이용한 라이트겠지요,

하지만 화학반응을 이용하여 빛을 내는 일회용 야광막대기(케미 라이트)란 것도 있읍니다.

그것은 내부에 두가지 물질을 차단시킨 차단막을 깨트려서 서로 화학반응을 일으키므로서 빛을 내게하는 물질이 들어 있읍니다.

 

그럼 이 두 물질이 무언지가 궁금하겠지요???

 

하나는 형광 물질로서 이 형광물속에는 ‘디페닐옥살레이트’라는 물질이 들어 있는데,

이 물질이 촉매제인 과산화수소와 반응하게 되면,

이 물질의 분자 구조가 깨지면서 은은한 빛을 내게 됩니다.

 

우리가 흔히 옷이나 장비에 붙어 있는 야광천과 같은 야광이라는게 있는데,
이 야광 물질은 빛이 있을 때, 그러니까 낮에는 빛을 흡수했다가 어두워지면 방출하는 물질로서 형광 물질하고는 다릅니다.

야광물질은 흡수된 빛이 방출됨에 따라 그 빛은 서서히 잃어가는 것과 마찬가지로 

케미라이트 또한 화학반응이 끝나면 빛은 꺼지게 마련입니다.

그러나 반영구적으로 빛나는 형광봉도 있읍니다.

 

이것은 방사성 동위원소를 사용해야 하기 때문인데,

방사성 동위원소는 천천히 붕괴되며, 방사선의 일종인 ‘베타선’을 방출하게 되며,

이 베타선이 형광물질을 자극해 빛을 내도록 만들면 케미라이트보다 훨씬 오래 빛을 발하는 형광봉을 만들 수 있읍니다.

방사성 동위원소는 일반인이 쉽게 구할 수 없을 뿐 아니라 방사능 노출의 위험으로 방사능을 이용한 자발광체는 매우 극한된 곳에 사용되는데,

예로는 공항 활주로의 유도등이나 건물의 비상구에 설치되는 형광체(자발광체)가 그것입니다.

사용기간은 방사성 동위원소가 완전히 붕괴되는 기간에 따라 다르지만,

대략 13년 정도 빛을 낸다고 합니다.

<케미라이트의 원리와 구조>

케미칼라이트는 20여년 전에 NASA에서 우주선의 보조비상조명을 목적으로, 반디불이(Luciola cruciata)의 생물발광을 모델로 하여 연구, 화학적 반응을 통하여 인공적으로 빛을 발산하도록 고안된 화학발광을 응용한 제품입니다.

콘서트장에서 흔히 볼 수 있는 야광봉!
야광봉을 구부려서 꺾으면 형광으로 발광하는 것을 볼 수 있는데요,
이것은 형광성중간물질(intermediate)과 반응촉매(cataiyst)의 형광성 분자가 만나면 빛을 발광하는 원리를 이용한 것으로서,

중간물질을 밀폐된 유리관에 넣고, 이 앰플관을 플라스틱튜브에 반응액(과산화수소)과 함께 충진해서 밀폐시킨 구조입니다.

사용시에는 플라스틱튜브를 가볍게 구부려서 꺾으면 속에 있는 유리관이 파열되면서 두 화학물질이 반응하여 빛을 발산하게 되는 화학발광이므로 발열이 없는 냉광으로 실온에서 지속적으로 발광하게 되는 것입니다.

<사용 분야>
- 밤낚시용,방울형낚시찌,릴대끝보기,수중집어용,줄잡이용
- 각종 콘서트 및 이벤트에서의 야광팔찌, 야광스틱, 야광봉,
　야광목걸이, 야광귀걸이, 장식용 안경
- 각종 이벤트행사 장식용 ( 야간무대 및 실내공연장 )
- 야간경기 응원 도구
- 야간 전등 대용
- 수중 라이트
- 의료용 ( 산부인과 검진용 )
- 군사용 신호및 휴대전등 대용
- 비상신호용( 특히 화재진화,천재지변등 구난작업시 )
- 기타 보조 조명용

제조법:

[준비물]

형광용액, 과산화수소, 얇은 유리관, 고무튜브, 주사기 2개, 양초, 구슬.
(형광용액과 유리관은 인터넷 쇼핑몰이나 대형문구점에서, 과산화수소는 약국에서 구할 수 있습니다.

다만 약국의 과산화수소는 물에 넣어 희석시켰기 때문에 물과 잘 섞이지 않는 형광물질과 반응을 잘 일어나지 않습니다.

에테르에 희석시킨 유성 과산화수소를 사용하면 환하게 빛나는 형광봉을 만들 수 있습니다.)

[제조과정]

1. 유리관의 한쪽을 촛농으로 막는다.
2. 형광용액을 주사기를 이용해 유리관에 넣는다.
3. 뚫린 유리관 입구를 촛농으로 막는다.
4. 고무튜브 한쪽 끝을 구슬을 이용해 막는다.
5. 다른 주사기를 이용해 과산화수소를 고무튜브에 넣는다.
6. 유리관을 고무튜브에 넣고 구슬로 입구를 막는다.
7. 고무튜브를 구부려 안에 있는 유리관을 깨뜨린다.

[제조 Tip] 
형광용액을 유리관에 넣을 때 손가락으로 관을 톡톡 두드리거나, 주사바늘을 관 안쪽 벽에 대고 액체를 조금씩 흘려주면 잘 들어간다.

형광용액과 과산화수소는 상처난 곳이나 눈에 닿지 않도록 주의하고,

피부에 묻었을 때는 비누를 이용해 깨끗이 닦아낸다.

출처: 이영혜 과학칼럼니스 

 

■ 수온과 케미라이트의 수명

케미라이트 속에 있는 옥살레이트와 과산화수소가 작용하는 데는 온도가 큰 촉매작용을 합니다.

그러므로 수온이 낮으면 케미라이트는 화학작용이 늦어져서 빛의 량이 줄어들어 어둡고 오랜시간 조도가 낮은 빛이 발산되겠지요....
반대로 수온이 높으면 빛의 량은 커지면서 빛의 수명은 짧아지고요...
즉, 총조도량은 일정하기 때문에 온도가 높으면 진행정도가 빨라 밝으면서 짧은시간 이용할 수 있으며, 반대의 경우는 어두우면서 오래 사용할 수 있읍니다.

 

그러므로 이 점을 착안하여 내용액과 외용액의 배합비와 올살레이트의 함량을 조절하면,

빛의 강도를 자유롭게 조절 할 수는 있겠지요...

 

보관에서도 두 물질은 서로 혼합되지 않는 것은 물론이고 ,

대기중의 습도에 영향을 많이 받으므로 오래 보관하기 위해서는 포장에 손상이 가서는 안됩니다.

특히, 시제품의 경우는 개봉후 3시간 이상이 경과하면 외기의 습도에 영향을 받아 발광하지 않거나 수명이 짧아짐을 유의하시길...
단, 케미라이트를 꺽어 화학작용이 일어나면 외부의 습기와는 관계가 없읍니다.

 

■ 케미라이트의 색상

케미라이트 색상은 연녹색이 가장 잘 보이고 눈의 피로를 덜어 주므로 시중에서는 주로 사용되는 제품이나,

과산화수소에 색소를 배합하여  핑크, 보라, 노랑, 연녹색 등 다양한 색상을 만들 수 있읍니다.

 

 

엉터리가 발광한다이~~~