从演唱会的荧光棒,到夜光的手表钥匙扣,人们与荧光材料的接触不断加深时,对其产品的安全性也产生了不少疑问——他们会不会放出有害辐射?什么是荧光材料?通常意义上来说,荧光材料指的是受到电子束或特定频率的光(射线)照射后能发出某种可见光的一类材料。早在1575年,就有人在阳光下观察到菲律宾紫檀木切片的黄色水溶液呈现极为可爱的天蓝色。
1852年,G.G.斯托克斯用分光计观察奎宁和叶绿素溶液时,发现它们所发出的光的波长比入射光的波长稍长,由此判明这种现象是由于物质吸收了光能并重新发出不同波长的光线,而不是光的漫射作用引起的,斯托克斯称这种光为荧光。
荧光是如何发出来的?荧光是物质从激发态失活到多重性相同的低能状态时所释放的辐射,最常见的是吸收紫外线后发出可见光。对于具有荧光特性的分子来说,在吸收了入射光的能量后,里面的电子就像在森林中奔跑的小白兔一样,从基态S0跑到(实质是电子跃迁)具有相同自旋多重度的激发态S2那里玩。
我们生活中的那些荧光。夜光涂料,指的是能在黑暗中能发光的一类材料,分为自发光型和蓄光型两种。其中自发光型夜光材料的基本成分为放射性材料,不需要从外部吸收能量,可持续发光,其放射性可能对人体造成一定危害(视成分而定),故应用时受限制较大;而蓄光型夜光材料很少会使用放射性物质,主要是靠吸收外部的光能再进行缓慢释放,而且要储备足够的光能才能保证持续一段时间发光,使用基本不受限制,但辉度不如自发光型材料。
荧光棒和荧光钥匙扣,节日晚会、各种演唱会上必用到的荧光棒里面主要由三种物质组成:过氧化物、酯类化合物和荧光染料。把它摇几下或者抖几下后,过氧化物和酯类化合物发生反应,再将反应后的能量传递给荧光染料,最后由染料发出荧光,整个过程中都不会发出伤害人体的射线。
综合来看,常见的荧光材料所发出的荧光都是非放射性光,对人体不会造成有害辐射。之所以有观点认为荧光物质会伤害人体,是因为在某些夜光手表、钥匙扣、信号照明灯中加入了放射性物质,如高档手表里的氚气和β灯里面使用的氚、黄磷与硫化锌的混合物。但值得庆幸的是,氚的β衰变只会放出高速移动的电子(即β粒子),穿透能力很弱,连薄薄的有机玻璃片都无法通过,更别说穿透人体,因此只有大量吸入时才会对人体有害。