روشن کننده های نوری

روشن کننده های نوری
 (Optische Aufheller , Optical brightener)

گرایش به زردشدن در بسیاری ازموادوترکیبات آلی دراثر تابش نور (معمولاً)پرانرژی ازمحدوده یووی ویا موجهای کوتاه درطیف قابل رویت، بیشتر به علت تجزیه این ترکیبات می باشد. محصولات حاصل ازاین تجزیه طول موج  های آبی ونزدیک به آبی درطیف را جذب کرده وبه این ترتیب رنگ حاصل به زردی می گراید.حال ودرصورت وجود  ترکیباتی دراین موادکه قادربه جذب نور پرانرژی  باشند، اززردگرائی مورداشاره  به مقدارقابل توجه ای کاسته خواهدشد ودربرخی ازموارد رنگ رویت شده - درصورت  سفیدبودن – (حتی)روشن تر یا "سفیدتر " نیز مشاهده خواهدگردید.
روشن کننده های نوری
اگرنوریووی یا "نورسیاه" بریک تکه کاغذ تابانده شود،کاغذ موردنظرقابل دید نخواهدبود، حال ودرصورتیکه همان تکه کاغذ قبلاً به یک ترکیب "روشن کننده نوری" آغشته گردیده باشد، به رنگ آبی روشن  مشاهده می گردد.
روشن کننده های نوری ترکیباتی  هستند که نور ازمحدوده یووی (UV)وغیرقابل رویت برای چشم انسان باطول موج های (290-400 nm)راجذب می کند. نورخورشید حاوی حدوداً 3تا5 % ازاین طول موج ها  است. بازتاب این امواج الکترومغناطیسی درمنطقه قابل دیدبرای انسان و بصورت فلوئورسنس آبی می باشد.
امیسیون بیش از 100% باعث می گردد که سوژه موردنظر روشن تر یا اصطلاحاً "سفیدترازسفید " ظاهرشود.همچنین نورآبی باعث می گردد که "ته رنگ زرد" نیز به نوعی تحت الشعاء قرارگرفته وحاصل کار سفید(تر)رویت شود.این پدیده همان است که برای دسترسی به آن درگذشته های دور(درایران نیز)از مقداری لاجورد (آولترامارین)درآخرین آب شستشوی البسه وملحفه سفید،استفاده می گردید. یک سطح("کاملاً")سفید حدوداً 80% تابش نورخورشیدرابازتاب می دهد، به طوری که تقریباً کلیه طول موج های طیف را به نسبت مساوی درخوددارد. چشم انسان ولی قادر به دیدن رنگ ها به صورت کاملاً ابژکتیو(عینی)نبوده وافراد مختلف بخصوص زمانی که درنوربازتابیده کم وبیش طول موج های نزدیک به آبی موجودباشد،کالای مورد بحث را -درصورت سفیدرنگ بودن- "سفیدتر" می بینند.واین مهم همان است که به کمک روشن کننده های نوری (به غلط " سفیدکننده های نوری")قابل حصول است.
روشن کننده های نوری موادرنگزا ئی-درصورت محلول بودن درمدیم- هستند (معمولاً)به رنگ زردروشن که درصورت مصرف بیش از دوزاژ لازم، نه تنها اثر مورد اشاره را نداشته، بلکه کم وبیش  رنگ خودرا به محصول می دهند. این ترکیبات همچنین اثرمطلوب را فقط درصورت وجود نور (کافی)ازنوع یووی ازجمله درنورخورشید، داشته ودرصورت تابش نور مصنوعی فاقد یووی، فلوئورسنس آبی موردانتظاررا نشان نمی دهند.
مکانیزم عمل درروشن کننده های نوری
ساختارترکیب پایه در بیشتر روشن کننده های نوری ترانس ستیلبن (trans-Stilben)است که به دلیل وجود اربیتال هائی ازنوع پی (π)درساختار، بصورت مسطح است.
   

 درملکول (اِ)ستیلبن چرخش ملکول از حالت ترانس (پلانار)  با دریافت انرژی ازمنطقه یووی صورت گرفته وترکیب درحالت سیس (ستیلبن)قرارمی‌گیرد. برگشت به حالت اولیه یعنی ترانس ولی(کمی)باکندی صورت می گیردو همزمان انرژی ذخیره شده (جذب)- برای خروج از حالت ترانس-  این بار باطول موج بلندتر (= انرژی کمتر)درمنطقه قابل رویت  پس داده می شود (امیسیون). تفاوت انرژی بین دوحالت با ازدست دادن گرما بالانس می شود.
جمع بازتاب (معمولی)ترکیب ازمنظقه قابل رویت به اضافه بازتاب (مرئی)حاصل از جذب دریووی،عامل روشن تر ظاهرشدن کالای (سفدرنگ)حاوی ترکیب روشن کننده می باشد(تصویراول).
امروزه نزدیک به 400 ترکیب به عنوان روشن کننده نوری به میزان درمجموع 35هزارتن برای مصارف وکاربردهای مختلف درجهان تولید می شود.
 این مقدار تولید، محصولاتی را که تحت عنوان "پیگمنت های روزتاب " (Tagesleuchtpigmente)* عرضه می شود رادربرنمی گیرد.
صنایع موادشوینده
این صنایع یکی از مصرف کننده های اصلی مواد وترکیبات روشن کننده نوری درجهان است. روشن کننده های نوری دربرخی از پودرهای شوینده - اختصاصاً برای البسه ومنسوجات سفید - بین  0.03 تا 0.3 درصد وزنی ماده شوینده راتشکیل می دهد. عمده مصرف این ترکیبات برای صنایع شوینده دراروپا ازدو گروه ازمشتقات ستیلبن (1و2)است که به نسبت 85 به 15 به ترتیب به شرح زیراست .
1- Dinatrium-4,4-bis-[(4-anilino-6-morpholino-1,3,5-triazin-2-yl)amino)]-stilben-2,2-disulfonat
(DAS1),
2- Dinatrium-4,4-bis-(2-sulfostyryl)-biphenyl (DSBP)
*درخصوص پیگمنت های روزتاب درآینده یک پست دروبلاگ خواهم داشت 

*****************************************

کتاب جدید

" علوم وتکنولوژی رنگ، رزین ها "

(برای مشاهده جزئیات، روی عنوان کتاب کلیک کنید)

کوه هفت رنگ (Cerro de los Siete Colores )
.وچگونه یک پدیده زمین شناسی دهکده ای کوچک در آرژانتین را معروف کرد؟

 پورمامارکا Purmamarca دهکده ای است کوچک درآرژانتین که درارتفاع  2200 متری ازسطح دریا قرار داشته و 2000 سکنه دارد.این دهکده به خاطر قرارگرفتن دردامنه های "کوه هفت رنگ " ازمعروفیت جهانی برخورداراست. زمین شناسان براین باورند که شکل گیری این پدیده -کوه هفت رنگ- حدوداً 600میلیون سال به طول انجامیده است.دهکده پورمامارکا -بنابرداستان های نقل شده ازبومیان منطقه-درابتدا تفاوتی با سایردهکده های منطقه نداشت.این دهکده  دردامنه های کوهی قرارداشت که مانندسایرکوه های منطقه بوده ووجه تمایزی به لحاظ "رنگ" نسبت به سایرکوه ها نداشت. این "بی رنگی" کودکان دهکده را خوش نمی آمد،آن ها –کودکان- دوست داشتند دردامنه کوهی رنگی وزیبا زندگی کنند. والدین این کودکان فرزندانشان را آرام کرده وبه آنها گوشزدمی کردند که "به مرورزمان وبابزرگترشدن به این "بی رنگی" عادت خواهندکرد. این نصیحت ها ولی کودکان را راضی نمی کرد تااینکه آن هاتصمیم می گیرند  هفت شب پیاپی ی زمانی که همه خواب  هستند، باقرارقبلی و مخفیانه به دامنه های کوه رفته  وهرشب بایک رنگ به رنگ آمیزی کوه مبادرت کنند.این کارانجام شد وکودکان دوباره حوالی صبح وپس ازاتمام کار "رنگ آمیزی ونقاشی "  بی سروصدا به خانه های خود مراجعت کرده  وخودرابه خواب می زدند! ساکنان این دهکده هرروز صبح درکمال ناباوری مشاهده می کردند که یک رنگ به رنگ های کوه اضافه شده است، بدون اینکه از چگونگی این واقعه اطلاعی داشته باشند، تااینکه درصبح شب هفتم متوجه شدند که کودکانشان دررختخواب نیستند، پریشان شده وجستجو را آغازکردند. همگی ازخانه های خودبیرون زده وبه یکباره مشاهده کردند که فرزندانشان شادوخندان درحال پائین آمدن ازدامنه های کوه هستند،با رنگ ووسایل نقاشی دردست وهمگی خوشحال ازاینکه ازاین پس دردامنه های" کوهی باهفت رنگ" خواهندزیست.
امروزه "کوه هفت رنگ "(Cerro de los Siete Colores)ازجذابیت های طبیعی منطقه محسوب می شود که گردشگران زیادی را بسوی خود جلب کرده ومی کند،والبته که یک منبع اقتصادی درآمدزا برای ساکنان آن است.  
 و اما چگونه این واقعیت - کوهستانی با رنگ های متعدد ومتنوع - به وقوع پیوسته است؟ برای این رمزگشائی می بایست به تاریخ کره زمین رجوع شود. اولین رنگ سبزاست که حدوداً 600میلیون سال پیش ازرسوبات حاوی اکسیدهای مس به وجودآمده است، رنگ سفید ترکیباتی آهکی راشامل می شود که قدمتی حدود 400میلیون سال دارد. انواع رنگ های متنوع قرمزونزدیک به آن ترکیبات آهن  وزردها عمدتاً لایه های گوگردی هستند که به 80تا90میلیون سال پیش برمی گردد. وبالاخره قهوه ای ها که از خانواده ترکیبات منگنز است و لایه های تشکیل شده ازآن حداکثر به یک تادومیلیون سال پیش برمی گردد.
بعد التحریر (PS)
روزگذشته (تاریخ پست وبلاگ)ازسمنان واز مسیرفیروزکوه درراه تهران بودم، بخشی ازاین مسیر جاده ای است کوهستانی وبسیارزیبا،بارنگ هائی‌ متنوع که شاید به‌زیبائی"کوه هفت رنگ"(آرژانتین)نباشد، و لی دربرخی از  نقاط واقعاً دست کمی هم ازآن ندارد.

‌هیدروکربن های‌آروماتیک‌چندحلقه ای سرطان‌زا
.و محدودیت های(جدید)اتحادیه اروپا برای‌ مصرف آنها
Polycyclic Aromatic Hydrocarbons(PAH)
Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe(PAK)

براساس مصوبه جدید قانون مواد شیمیائی اروپا (REACh)مصرف هیدروکربن های آروماتیک چندحلقه ای دراسباب بازی  ها ووسایل ورزشی (بیشتر)محدود می شود.
Registration  Evaluation  and Authorisation of Chemicals
ازتاریخ 12.12.2013  می بایست موجودی مواد مذکور در آسباب بازی ها،وسایل ورزشی وابزارآلات به حداقل کاهش یابد. این کالاها ازاین پس مجاز به داشتن حداکثر 1 میلی گرم بر کیلوگرم ازهشت ماده  سرطان زای آروماتیک های چندحلقه ای می باشند. این کاهش مصرف می بایست تا ابتدای سال 2015 به صفر برسد.
همچنین در ضمیمه‌  شماره  (XVII)ازمصوبه شماره 1907 (REACh)قیدگردیده که میزان مجاز مواد آرماتیک چندحلقه ای مذکور،در ملزومات نوزاد مجاز به عبور از 0.5 میلی گرم برکیلوگرم نمی باشد.
مطالعات انجام شده درسال های اخیر حاکی ازآن است که میزان بنزن(Benzol)موجود درخون کودکان ساکن شهرهای بزرگ، 70%بیش از میزان درون خون کودکان ساکن درمناطق دارای هوای پاک می باشد. این میزان بنزن یقیناً از آروماتیک های موجود دربنزین (سوخت اتومبیل)می باشد.یافته های قدیمی تر حاکی ازاثبات سرطان زائی بنزن وبرخی ازمشتقات آن می باشد.دراین میان،هیدروکربن های آروماتیک چندحلقه ای(PAK)ازاهمیت بسیاربالائی برخوردارند،چراکه سرطان زائی آنها - بخصوص 3،4 بنزوپیرن(3,4-Benzpyren)- به عنوان "سرگروه" این موادسرطان زا،به موضوعی غیرقابل انکار،بدل گشته است.این ماده که درقیرقطران "به وفور"یافت‌می‌شود،درگازهای‌خروجی از اگزوز اتومبیل ها،دودکش های وسایل گرمازا وغذاهای کبابی یا" گریل"  وهمچنین دردودسیگار نیز کم وبیش وجوددارد.
آروماتیک های چندحلقه ای که در ذغال سنگ ونفت وجوددارد،دراثر سوختن ناقص دوماده مذکور(نیز)ایجاد می شود،این مواددرگروههای  موادسرطان زا طبقه بندی شده ودرصورت وجود در مصنوعات فوق الذکر ازراههای دهان (oral)پوست (dermal)ومجاری تنفسی (inhalativ)وارد بدن می شود.
مکانیزم سرطان زائی:  

این‌ترکیبات آروماتیک به خودی خود سرطان زا نیستند،بلکه درارگانیسم به موادسرطان زا (Cancerogens).  تبدیل می شوند.دراینجا خوب است بدانیم که ترکیبات آروماتیک –نامحلول درآب- موجود درمواد غذائی درمتابولیسم (به منظور)خروج ازبدن ازطریق مجاری ادرار،آماده می شوند.دراین مکانیزم،موادمذکور به وسیله آنزیم های مانند،(CytochromenP-450)به اپوکسیدتبدیل می شوند. این اپوکسیدها سپس  با قند،آمینواسیدها واسیدهای‌گوگرد،به‌موادی‌محلول‌درآب‌تبدیل‌شده‌و(معمولاً)دفع‌می‌شوند(مسیر1درتصویر).
دراین‌میان اپوکسیدهای‌استری‌فایدنشده یک خطر بالقوه بوده وقادراست با بازهای درون د ان آ (DNA)ترکیباتی برگشت‌ناپذیر(irreversible)ایجادکند.هرچه‌غلظت‌این‌هیدروکربن های آروماتیک چندحلقه ای دربدن بیشترباشد،امکان وجودواکنش هائی ازدسته دوم (مسیر 2 درتصویر)،یعنی اتصال به داِن آ(DNA)نیز بیشتر می شود وبه این ترتیب خطر سرطان زائی نیزافزایش می یابد.     
منبع بخش خبری:
Chemie.de  news/146159/12.12.2013

تغییررنگ آب استخر ریو ازآبی به سبز وعلت آن

تماشاگران متعجب، شناگران دارای سوزش درچشم، وبرخی نیزشاکی  ازبوی زننده آب استخر!
درزمانی بسیارکوتاه آب دواستخر بازی های المپیک به رنگ سبز درآمد. اینکه جلبک ها رنگ آب را ازآبی به سبز تغییردادند،سریع مشخص گردید،اما اینکه چرا دامنه این سبزرنگی به سرعت  گسترش یافت،کم وبیش یک معما!
دراستخرهائی که درفضای بازقراردارند معمولاً شرایط برای رشد جلبک ها فراهم است وفتوسنتز مکانیسم آن. چیزی که نیاز است (دروحله اول)نورکافی خورشید، سپس مقداری ازت وفسفر، همین کفایت می کند. فیلترهای استخرها این جلبک ها را درسیرکولاسیون آب،جمع آوری وخارج می کنند.ازطرفی کلر موجود درآب استخر ازرشد وتکثیر آنها جلوگیری کرده و وبدین ترتیب شرایط رشد را برای آنها فراهم نمی باشد.

چرا آب استخرسبزرنگ شد؟
چندین لیتر هیدروژن پراکسید (آب اکسیژنه)
درپی این ماجرا ماریوآندرادا (Mario Andrada)سخنگوی  بازی های المپیک ریو توضیح می دهد که "کسی" درروز افتتاح، لیترها آب اکسیژنه به استخر اضافه کرده است،برخی منابع  از80 وبرخی دیگر از160 لیتر صحبت می کنند.
آب اکسیژنه –مانندکلر- ترکیبی است آنتی باکتریال  وقادراست آب (اسخرها)را ضد عفونی کند،بااین تفاوت با کلر-دراینجا کلریت- که آب اکسیژنه درصورت وجود همزمان یک اکسیدکننده (قوی)،نه یک اکسیدکننده بلکه یک احا کننده است.حال و باتوجه به وجود کلردراستخر این دوترکیب یکدیگررا خنثی کرده ودیگر اثری ازهیچ کدام نیست. جالب توجه اینکه سیستم های کنترل آب (استخر)نیزچون میزان کلرموجوددرآب رااندازه گیری کرده  وبه " نوع کلر به لحاظ عدداکسیداسون"حساسیتی به خرج نمی دهندوکلر تجزیه شده توسط آب اکسیژنه- اگرچه ازنظر عدداکسیداسیون متفاوت -ولی باز هم "کلر" است،
 این بار به صورت کلرید ونه هیپوکلریت موردنیاز برای میکروب کشی!

جذاب وخواندنی!
ماریوآندرادا (Mario Andrada)سخنگوی  بازی ها دریک توئیت، خوراک کافی برای خنده می دهد:
." We first learned that chemistry is not an exact science. "، "ما یادگرفتیم که شیمی یک علم اگزاکت (دقیق)نیست "
درجواب ایشان باید گفت که برخلاف نظرشان شیمی علمی است بسیاردقیق  واین ربطی به این ندارد که گردانندگان المپیک ازآن (شیمی)کم اطلاعند!
دراین فاصله 3.7 میلیون لیتر آب استخر را تعویض کرده وبالاخره فهمیدند که نباید کلر (کلسیم هیپوکلریت)وهیدروژن پراکسید را باهم به آب اضافه کرد!
منبع بخش خبری:
SPIEGEL ONLINE – Wissenschaft (15.08.2016)  

محافظت از چشم با عینک آفتابی،
عنکبوتی که هنگام جفت یابی از "عینک آفتابی" استفاده می کند
(دوفیلم با یک بلیط، درواقع بدون بلیط!)

1-  یک عینک آفتابی چگونه عمل می کند؟

عینک های آفتابی در نور زیاد (خورشید)، چشم وبخصوص قرنیه وشبکیه را از اشعه  خورشید، بخصوص بخش زیانبار آن درامان می دارد. رنگ شیشه دراین عینک ها در نورزیاد بطور اتوماتیک به تیرگی متمایل می شود. مکانیزم این پروسه که کمی پیچیده به نظر می رسد نسبتاً ساده وقابل فهم است.
درنور خورشید تابستان و زمستان های پربرف معمولاً - وبخصوص درآسمان صاف- دید کمی مشکل شده وآنچه که دیده نمی شود ولی تأثیرات زیانبارخودرا بجا می گذارد،بخش طول موج های کوتاهتر خورشید (UV)است.
تابش از منطقه یووی نه تنها پوست،که بسیار بیشتر به قرنیه وشبکیه چشم آسیب می رساند وچه بسا که این آسیب ماندگار شده ودربدترین حالت به کوری منتهی گردد. عینک های آفتابی ضد یووی ازاین آسیب ها جلوگیری می کند، ازاین طریق که درنورزیاد، خود بخود تیره (تر)شده ودرنورکم دوباره به حالت اول برمی گردد. اصطلاح "فتوکرومیک" اگرچه نه زیاد علمی ولی برای این گونه عینک های آفتابی نسبتاً جاافتاده است.
عینک آفتابی (فتوکرومیک)چگونه عمل می کند؟
این پروسه (بسیار آسان)قابل فهم، دقیقاً مانند فیلم عکاسی عمل می کند وماجرای پشت پرده آن همان واکنش های شیمیائی است که درنوردادن به فیلم های سیاه سفید عکاسی رخ می دهد. درون شیشه عینک مقداری نقره بُرمید یا کلرید جاسازی شده است.این ترکیبات دراثر نور به اجزاء آن تجزیه شده و نقره به صورت کریسال های بسیارریزرسوب می کند - آگاهانه از واژه نانو پرهیز می شود چون ممکن است.! - این رسوبات (نقره)درون شیشه عینک، بنا برنوع ماده اولیه،چگونگی ومیزان درجه پخش، یک "پرده" فام طوسی، قهوه ای یا مشکی به شیشه می دهد.آنچه که دراینجا مهم ومتفاوت از مکانیزم نقره بُرمید درفیلم عکاسی است، برگشت پذیربودن این فعل وافعالات است.در فیلم عکاسی از این برگشت خوردن به کمک "داروی ثبوت " (سدیم تیوسولفات)جلوگیری می شود.لازم به  اشاره است که دراینجا - عینک آفتابی- پروسه برگشت مقداری زمانبر تر از پروسه تاریک شدن است.همچنین  خوب است اضافه شود که این پروسه درآب کمی گرم با سرعت بیشتری رخ می دهد.
عینک های "هوشمند "
شیشه عینک های "هوشمند " مکانیزم دیگری دارد.دراین جا شیشه عینک دراثراِعمال یک (اختلاف)پتانسیل (ازخارج)تیره، دوباره روشن و یااینکه به کل تاریک می شود. دراین  گونه شیشه ها مانند "کریستال های مایع"، کریستال ها با قرارگرفتن دریک میدان الکتریکی،به گونه ای نظم پیدا می کند،که قادراست  نور بیشتر (یاکمتری)جذب نماید. امروزه ازاین پدیده بیشتر در شیشه پنجره ها  استفاده می شود.
 (شاید درآینده دریک پست جداگانه توضیحات تکمیلی داده شود.)

کتاب جدید

علوم وتکنولوژی رنگ، رزین ها

برای مشاهده جزئیات روی عنوان کتاب کلیک کنید

*********************************************

2-  عنکبوتی با"عینک آفتابی"رنگی
نوع نر عنکبوت جهنده (Habronattus sunglow)نه تنها "لباس رنگی" برتن دارد،که می تواند رنگی نیز ببیند!
این پدیده که محققانی از دانشگاه پیتزبورگ (Pittsburgh)آن را کشف کردند،ازطریق یک "فیلتر تا شونده" عمل می کند که چیزی شبیه یک عینک آفتابی است. از چهارجفت چشم که عنکبوت با آن مسلح است، چشم های "اصلی" قادرند به کمک این "عینک" (یا سیستم اپتیکی)سبز، قرمز وحتی نور یووی را مشاهده وشناسائی کند. تاقبل ازکشف این پدیده(نیز)مشخص شده بود که عنکبوت موردبحث قادربه دید با وضوح بسیاربالا است.البته  مکانیزم دید چهاررنگ دراین عنکبوت کمی متفاوت ازآن است که درانسان وجوددارد.
نوع نر این عنکبوت گه گاه -بخاطردلربائی ازجنس مخالف- طیفی ازرنگهای نزدیک به قرمز در منطقه سر دارد،اگرچه خود جانور توان دیدن نورقرمز راندارد، این پدیده،چگونگی وچرائی آن مدتها برای محققان یک معما بود. تااینکه بالاخره مشخص گردید که این عنکبوت جهت دیدن بسیاردقیق یک سوژه (مهم)- شریک احتمالی برای جفت گیری – چشم هایش را روی سوژه فیکس نکرده، بلکه درحالت چرخان نگه می دارد.علت این "کنجکاوی"  به گفته دانیِل سورک (Daniel Zurek)سرگروه محققان،این است که جانور قصددارد تمام "اطلاعات رنگی" سوژه موردنظرش را کشف کند!  دراین پروسه فیلترها ئی رنگی نقش دارند. فیلترهائی که توان گیرنده های نوری درچشم های عنکبوت را افزایش داده و تفکیک رنگ های مختلف ازیکدیگررابیشتر امکان پذیر می نماید.
منابع:
Scienexx  21.05.2015
Farbimpulse