“Kas tur spīd, kas tur mirdz viņā birzes galiņā? Mūsu puiši līgodami, dedzin' Jāņa uguntiņu.” Lai tradicionālā svētku zīmē svinētu gaismas uzvaru pār tumsu, bet saglabātu zinātnieka skatu uz pasauli, piedāvājam LU CFI Spektroskopijas laboratorijas zinātniskās asistentes Daces Ņilovas rakstu par luminiscenci.
Jau kopš aizvēsturiskiem laikiem, saulei pazūdot aiz apvāršņa un iestājoties nakts melnumam, cilvēki ir pamanījuši citus gaismas avotus. Te gan nav runa par debesjuma spīdekļiem, bet toties dzīvām radībām un dažāda veida minerāliem tepat uz Zemes – jāņtārpiņi, medūzas, tumsā spīdoši akmeņi un pat kauli.
Senatnē šo spīdēšanas parādību uzskatīja par maģisku, dievišķu un mistisku, palīdzot radīt mītus un ticējumus, no kuriem daži ir saglabājušies līdz mūsdienām. Piemēram, tradicionālais spoka veidols – caurspīdīgs, bet blāzmojošs pikucis – varētu būt saistīts ar dažādu sāļu vai kaulu spīdēšanu tumsā (pateicoties lielajam fosfora daudzumam kaulu sastāvā).
Viens no iemesliem objektu spīdēšanai tumsā ir tā saucamā ilgstošā luminiscence. Tā ir parādība, kurā novērojama gaismas izstarošana no materiāla ilgi pēc to apstarojusi ultravioletā gaisma vai jonizējošs starojums. Mūsdienās ilgstošo luminiscenci jeb ilgspīdēšanu izmanto dažādās jomās – banknošu ūdenszīmēm, avārijas izeju marķēšanā lidmašīnās, dekoros un krāsās, pulksteņu ciparnīcās un pat medicīnā.
Ilgspīdēšanas koncepts vēsturē apgrozījies jau izsenis – tūkstots gadus senos Ķīnas tekstos minēts mākslinieks, kas savās gleznās izmantoja tumsā spīdošās krāsas. Viduslaikos ilgspīdoši minerāli, piemēram, barīta sāļi, tika asociēti ar mistiskām īpašībām un izmantoti alķīmijā. Taču nopietnāk ilgspīdēšanu sāka pētīt 16. un 17. gadsimtā, zinātniskās revolūcijas laikā. 1602. gadā itāļu alķīmiķis Vinčenzo Kaskariolo (Vincenzo Cascariolo) sāka pētīt spīdēšanas fenomenu barīta minerālā (BaSO4), lai atrastu praktiskus pielietojumus apgaismojumā un materiālu zinātnē – viņa aplūkotais minerāls iemantoja slavu kā "Boloņas akmens", jo spīdēja tumsā pēc saules gaismas iedarbības. Par ilgstošās luminiscences jauno ēru var uzskatīt 20. gadsimtu. Pateicoties Manhetenas projektam, 60. gados pasaules tirgū parādījās retzemju metāli, kas ļāva izveidot daudz efektīvākus ilgspīdošos materiālus, un to pētniecība un pielietošana kļuva aizvien intensīvāka gadsimta noslēgumā.
Bet ar ko nodarbojās ilgspīdēšanas pētniecībā šodien? Fokuss noteikti ir centieni izstrādāt efektīvākus materiālus, kas varētu spīdēt ilgāk un spilgtāk pašreizējos pielietojumos. Intensīvi tiek pētīti arī šo materiālu nanotehnoloģiskie virzieni, lai paplašinātu ilgspīdēšanas pielietojumus enerģijas uzglabāšanā, vides monitorēšanā un medicīnā. Aktīvi tiek sintezēti un pētīti jauni ilgspīdoši materiāli, kas spīd ultravioletajā un infrasarkanajos starojuma diapazonos. Potenciālie pielietojumi šādām inovācijā būtu saistīti ar drošību (ūdenszīmes, kas ar speciālu aparatūru redzamas dienas gaismā), dezinfekciju, ķīmiju, kā arī medicīnu, kur tās var padarīt ārstēšanas metodes saudzīgākas un lētākas, piemēram, fotodinamiskajā terapijā vēža ārstēšanai un fototerapijā ādas slimībām.
Liels paldies Dacei par ieskatu, kā luminiscence un pētnieki šajā nozarē ne tikai veido arvien gaišākus un gaišākus materiālus, bet caur to dažnedažādajiem pielietojumiem būvē arī gaišāku nākotni jomās, kas gluži kā saules stari skar ikvienu.
Priecīgus, gaismas piepildītus Jāņus un lustīgu līgošanu!
