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奇趣发明 left1

“人造萤火虫”荧光棒是如何发明的?

现在年轻人都喜欢去演唱会,在五光十色的背景下,很多人的情绪都会被感染,这些场合必定离不开荧光棒。

荧光棒,外形多为条状,外层以聚乙烯(塑料)包装,内置一玻璃管夹层,夹层内外液体分别为过氧化物和酯类化合物,经弯折、击打、揉搓等使玻璃破裂,引起两种化合物反应致使荧光染料发光。那么,这种有趣的东西是怎样发明的呢?

演唱会现场粉丝荧光棒乱飞(网络图)

威尔斯•钱铎斯是一位化学家,居住在美国的纽泽西州,在当地贝尔实验室工作,业余时间酷爱野外露营。夏日一个周末,好友爱德温一家三口人邀请他一起去野外露营,钱铎斯欣然前往。爱德温3岁女儿苏珊•爱德温,深得钱铎斯的喜爱。四人开车来到了露营地。

不知不觉夜幕降临了。四个人围着篝火,烤着食物,愉快地聊着天。突然,苏珊兴奋地大叫起来: “快看,快看,树林里有好多闪闪的小星星。”她一边喊着,一边往树林里跑去。爱德温夫妇赶忙跟着追了过去。原来,那是许许多多萤火虫在林中翩翩飞舞。苏珊跳着,笑着,追逐着萤火虫,他们一起度过了一个难忘的周末。

演唱会上的荧光棒(网络图)

两天后,钱铎斯去爱德温家里,前天露营回来把背包落在了爱德温的车上。可爱德温看上去有些发愁,原来,小苏珊病了,孩子那天晚上看到萤火虫很美,喜欢上了它们。可回来后,家里没有萤火虫,她很失落、很沮丧,一直念叨着要萤火虫。苏珊依偎在钱铎斯怀里,满眼期盼地说道:“叔叔,萤火虫一闪一闪好漂亮,你让它们一直陪着我玩儿,好吗?求求你了。”钱铎斯不忍拒绝,应道:“好的,叔叔一定给你找来萤火虫陪着你,你不要再难过了,好吗?”苏珊一听,立刻高兴起来。

出于对苏珊的承诺和对萤火虫发光原因的好奇,钱铎斯回到实验室便潜心研究起萤火虫。他查阅了资料,首先弄清了萤火虫发光的原因:萤火虫有发光细胞,发光细胞内有两种化学物质即荧光素和荧光素酶。荧光素接受ATP(三磷酸腺苷)提供的能量后就被激活。在荧光素酶的催化作用下,激活的荧光素与氧发生化学反应,形成氧化荧光素并且发出荧光。既然萤火虫能这样发光,那按照萤火虫发光原理也可以发明一种发光的东西啊?凭着他对化学物质的敏感,他觉得这个想法不难实现。经过许多次试验后,他终于成功地发现草酸酰氯和过氧化氢与荧光染料混合时,会产生微弱的化学发光反应。

这一天,正好是苏珊的生日,钱铎斯带着一个小小的盒子提前来到苏珊家,并和爱德温一起布置苏珊房间。晚上,苏珊和妈妈从外婆家里回来,钱铎斯便告诉苏珊,屋里有礼物送给她。苏珊立即跑进屋里,一开门,荧光点点,她惊喜万分。原来,钱铎斯找人在工艺店里做了一些小“萤火虫”——透明塑料管,塑料管内放进了过氧化氢与荧光染料,一个个用细线悬在苏珊的房间里,就像萤火虫一样闪闪发光……

荧光棒的原理(网络图)

几天后,钱铎斯去看一场演唱会,观众热情十分高涨,几乎陷入了疯狂。一个男孩为了引起台上的注意,拿出打火机高举起来发出光亮。没想到,台上的歌星真的注意到了这点光亮,并给了他热情的回应。不一会,男孩子周围的光亮就连成了一片。原来,是附近所有有打火机的人全都点亮了打火机,现场气氛越来越火爆。就在这时,场内大批安保人员出动,为防止火灾说服了众人,大家这才熄灭了打火机。钱铎斯亲眼目睹了这一过程,他突然想到了自己发明的“萤火虫”,如果把给萤火虫举在手里,在场的人手里都有闪闪发亮的东西,那现场会多么热烈啊……

钱铎斯回来后,把这个想法告诉了美国氰胺公司的化学家迈克尔-劳赫,迈克尔认为钱铎斯的想法是个不错的项目,便决定与他合作。最终他们循着“萤火虫”的发明原理,研制出一种苯基草酸酯,当这种酯类化合物和过氧化氢及荧光染料混合时,便产生了很亮的荧光,并想办法控制了两种物资混合。为了方便拿在手里,他们把苯基草酸酯装在一个细玻璃管里,外面再套一个塑料管,里面装过氧化氢及荧光染料。使用时将塑料管轻轻弯曲,折断塑料管中的玻璃管,轻轻摇动,使两种液体充分混合,以达到最佳发光效果。据此,迈克尔将其命名为Cyalume (光棒),后来,又改名荧光棒。荧光棒就这样诞生了,并逐步应用于人们日常生活中的各个领域,如婚庆、娱乐、工程建设以及医疗等等。

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