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Chemiluminescenza del perossiossalato

1960
  • Michael M. Rauhut
Allestimento del laboratorio per la reazione di chemiluminescenza del perossiossalato in chimica organica.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

Questo è il processo chimico responsabile della luce nei bastoncini luminosi. Coinvolge la reazione di un estere di ossalato di diarile (come l'ossalato di difenile) con perossido di idrogeno in presenza di un colorante fluorescente (fluoroforo). La reazione produce un alta energia intermedio chimico, che poi trasferisce la sua energia alla molecola del colorante. La molecola del colorante eccitata si rilassa quindi, emettendo un fotone di un colore specifico.

The peroxyoxalate reaction is one of the most efficient non-biological chemiluminescent processes known, with quantum yields reaching up to 23%. The mechanism is complex but is believed to involve the formation of a highly unstable, high-energy intermediate, often proposed to be 1,2-dioxetanedione ([latex]C_2O_4[/latex]). This intermediate is generated from the reaction between the oxalate ester and hydrogen peroxide. The key step is the chemically initiated electron exchange luminescence (CIEEL). The unstable intermediate transfers an electron to the nearby fluorophore, causing the intermediate to fragment (into two molecules of [latex]CO_2[/latex]) and the fluorophore to become a radical cation. An immediate back-electron transfer from the fragmented intermediate to the fluorophore radical cation generates the fluorophore in an electronically excited state. This excited fluorophore then emits light. The color of the light is determined entirely by the choice of fluorophore (e.g., 9,10-diphenylanthracene for blue, rhodamine B for red), not by the primary oxalate reaction. This allows for the production of a wide spectrum of colors simply by changing the dye additive.

UNESCO Nomenclature: 2203
- Chimica organica

Tipo

Processo chimico

Interruzione

Sostanziale

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • sintesi di esteri di ossalato
  • scoperta e comprensione della fluorescenza e dei fluorofori
  • ricerca sui meccanismi di reazione che coinvolgono intermedi ad alta energia
  • sviluppo della chimica industriale per il confezionamento sicuro di sostanze chimiche reattive

Applicazioni

  • illuminazione di emergenza (bastoncini luminosi)
  • applicazioni militari per la marcatura e l'illuminazione
  • usi ricreativi (feste, concerti)
  • esche da pesca d'altura
  • tecniche di chimica analitica

Brevetti:

  • US3597362

Idee e potenziali innovazioni

  • marcatori chemiluminescenti a lunga durata per l'ispezione delle infrastrutture in ambienti bui
  • tubi medicali autoilluminanti per una migliore visibilità durante l'intervento chirurgico
  • bastoncini luminosi biodegradabili per un impatto ambientale ridotto
  • pellicole chemiluminescenti che si attivano in caso di sollecitazione meccanica per indicare l'affaticamento del materiale
  • bastoncini luminosi multicolori che cambiano modello controllati dall'avvio di una reazione sequenziale
  • segnaletica di emergenza che si attiva automaticamente in caso di interruzione di corrente
  • fili chemiluminescenti intrecciati negli indumenti di sicurezza
  • prodotti alimentari con componenti commestibili e luminosi per creare novità (ad esempio, glassa per torte)
  • schiume chemiluminescenti spruzzabili per la segnaletica di ricerca e soccorso
  • bastoncini luminosi sensibili alla temperatura il cui colore o intensità cambia con la temperatura ambiente
Related to: peroxyoxalate, chemiluminescenza, glow stick, light stick, diphenyl oxalate, hydrogen peroxide, fluorophore, CIEEL, 1,2-dioxetanedione, quantum yield.

Contesto storico

Chemiluminescenza del perossiossalato

1960
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1960
1960-05-16
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1960
1960
1961

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

decimo anno anniversario

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