야광팔찌의 원리가 궁금합니다. 알려주세요.

Question

안녕하세요 아들이 야광팔찌에 정신팔려서 불켜서 빛 충전하고 불끄고 흔들고 놀고 있다가 얘는 어떻게 빛을 흡수해? 라고 물어보길래 원래 그럴 수있는 물건이다라고 둘러댔는데. 어떤 원리로 빛을 저장을 할 수 있는 건가요?

Answer 1

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

야광팔찌는 광을 저장하고 방출하는 발광체인 끼워진 작은 플라스틱 튜브를 사용하여 만들어집니다. 야광팔찌는 대개 두 종류의 액체를 포함하고 있는데, 한쪽은 페놀화된 화합물이며, 다른 한쪽은 수소과산화나트륨과 같은 산과 염기입니다.

팔찌를 갈아주면, 이 두 액체가 혼합되어 일어나는 화학 반응으로 인해 작은 발광체가 발광합니다. 화학 반응은 발광체 안에 있는 화합물의 분자들이 흥분된 상태로 전이될 때 발생합니다. 첫 번째 단계에서, 화합물의 분자들은 열에 의해 흔들리고, 그 결과로 분자들 중 일부는 더 높은 에너지 상태로 전이됩니다. 이후, 분자들은 원래 상태로 돌아가면서 에너지를 방출합니다. 이 과정에서, 에너지는 빛으로 방출되며, 이 과정이 계속되면서, 야광팔찌는 일정 시간 동안 발광을 유지합니다.

Answer 2

야광팔찌는 알루미늄과 니켈, 철 등의 금속분말과, 희토류 원소 중 한가지인 인황(인도응)등이 함유된 형광체와, 형광체를 활성화시키는 활성제, 그리고 투명한 실리콘 팔찌 등으로 이루어져 있습니다.

팔찌가 빛을 흡수하는 방식은 활성제와 형광체로 구성된 층에서 일어납니다. 우선, 밝은 빛이나 태양광 등의 자외선을 받으면 형광체 분자가 흡수하고, 분자 내부 전자가 원래 있던 에너지 상태보다 더 높은 상태로 들어가면서 에너지가 저장됩니다. 그리고 활성제 분자가 이 에너지를 다시 형광체 분자에 전달하면 분자 내부 전자가 원래 상태로 돌아가면서 에너지를 방출하고, 이 과정에서 빛이 방출됩니다.

따라서, 야광팔찌는 밝은 빛을 받아서 저장한 에너지를 밤이 되면 방출하여 빛나는 것입니다. 빛을 흡수한 후 에너지를 방출하는 과정에서 소모되는 에너지 양은 한정되어 있기 때문에, 일정 시간 이후에는 빛이 희미해지게 됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 야광팔찌는 화학적 반응을 통하여 인공적으로 빛을 발산하도록 고안된 화학발광을 응용한 제품입니다. 야광팔찌를 구부리면 발생하는 빛은 디페닐옥살레이트 용액과 유기산화제의 화학적 반응에 의해 빛이 발산되는 것입니다.