Триболюминесценция сахара как сделать

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 18.09.2024

Круто, долго хотел посмотреть про триболюминесценцию, но на русском ютубе этого не находил, а тут вышло это видео. Спасибо!

Не очень полезно, но очень интересно =D Спасибо за годный контент, Илюха!

седина в голову, бес в ребро.. Илья добрался до кухни, жена второй день не спит, по очереди с тещей стоят на стреме.. сторожат продукты, боятся что Илья если и не облучит их, то разобьет))

Интересно! Благодарю! А почему не объясняешь физику (природу) процесса?

Блин, про сахар мне ещё в школе 25 лет назад рассказывали и точно так же описывала учительница в теории эффект. Но за живой эксперимент огромное вам спасибо!)

Я точно знаю, что автор анодировал волосы серебром, уже знаю название следующего видоса

Илюха, ты красавчик! Разнообразие твоей любознательности не устает приятно поражать!))

Жена: "Куда ты понес последнюю пачку сахара?!"

Еще довольно легко увидеть вспышки света, если чиркать двумя кристаллами кварца друг о друга в темноте.

Попробуй замерить электрический потенциал при разрушении кристаллического диэлектрика. Того же сахара например. Правда нужен будет цифровой осциллограф. Там и форму импульса можно увидеть.

В детстве за сахаром выходили в кладовую, зимой, в -50 :))) и там в большинстве случаев приходилось откалывать сахар маленьким ледорубом. В темноте это было удивительное зрелище 😄👍

Всё лучше и лучше. Так держать! Главное не впадай в околонаучную галиматью

Илья, разве сила свечения сахара не увеличится, если растворить сахар в воде и нарастить большие кристаллы сахара? Спасибо

Интересно, будет ли эффект свечения ярче, если отдельные малые кристаллы (именно они в кубиках), растворить а после вырастить один большой монокристал

Очень хочется увидеть эксперемент по охлаждению лазерами. Можешь показать его? Пожааалуйста

Здравствуйте! Давно смотрю Ваш канал и хотел спросить совета, потому, что мне в голову ничего путного не приходит. В общем, есть обычный шестигранник диам. 10мм (от Г-образного ключа). Как или на каком станке другой конец этого шестигранника сделать диаметром 8мм? Мне нужно чтобы было именно два размера, потому что он должен так стыковаться в некое устройство. Был такой стержень к устройству из пластмассы, но утерян.

Коммуникативный педагогический тренинг: способы взаимодействия с разными категориями учащихся

Сертификат и скидка на обучение каждому участнику

Свет и тьма - две противоположности, одного нет без другого. В современном обществе свет - это, в первую очередь, новые типы источников света, новые способы отображения и обработки информации в ИТ - технологиях, новые оптические методы исследования. Мне же пока было интересно узнать, почему явление флуоресценции сейчас активно используется человеком. В медицине вводят маркеры, чтобы можно было обнаружить патогенные (например, раковые) клетки. Существует метод диагностики сетчатки глаза при помощи флуоресценции. Флуоресцирующие краски позволяют давать предметам новые возможности. Так теперь все банкноты дополнительно обрабатывают с целью предотвратить подделки денег. Светящиеся краски пользуются популярность художников при оформлении, а также при создании световых шоу. В любую мелованную бумагу для белизны добавляют люминофоры. Человек и его зубы оказались тоже интересным биологическим объектом для изучения этого процесса. Подобное в литературе и интернете я не встречал.

И о многом другом - причем с точки зрения школьника 4 класса.

Еще в давние времена люди наблюдали странные явления. Ночью в море можно было увидеть, как светятся медузы, креветки, рыбы, планктон, кальмары и другая морская живность. На суше встречались светящиеся светлячки, бабочки, улитки, пауки, скорпионы. Раньше драгоценными камнями (минералами) считались светящимися.

Впервые люминесценция была описана в XVIII веке.

Люминесценцией называют свечение тел, которое не может быть объяснено их тепловым излучением. Так, например, в видимой области спектра тепловое излучение становится заметным только при температуре ~10 3 -10 4 К, а люминесцировать тело может при любой температуре. Поэтому люминесценцию часто называют холодным свечением. Одной из причин, вызывающих люминесценцию, является внешнее излучение, которое возбуждает молекулы тела. Например, падающий свет. После прекращения процесса облучения люминесцентное свечение не прекращается тотчас же, а продолжается еще некоторое время. Это последействие отличает люминесценцию от таких явлений, как отражение и рассеяние света. В настоящее время в физике принято следующее определение люминесценции.

Люминесценция - излучение, представляющее собой избыток над тепловым излучением тела и продолжающееся в течение времени, значительно превышающего период световых колебаний (10 -15 с).

В дальнейшем люди разделили это явление на несколько других явлений в зависимости от причин свечения, и самого процесса. Люминесцентное свечение тел принято делить на следующие виды:

Фотолюминесценция — свечение под действием света (видимого и ультра фиолетового диапазона). Она, в свою очередь, делится на:

флуоресценцию (время жизни 10 −9 −10 −6 с);

Хемилюминесценция — свечение, использующее энергию химических реакций;

Катодолюминесценция — вызвана облучением быстрыми электронами (катодными лучами);

Сонолюминесценция — люминесценция, вызванная звуком высокой частоты;

Триболюминесценция — люминесценция, возникающая при растирании, раздавливании или раскалывании люминофоров. Триболюминесценция вызывается электрическими разрядами, происходящими между образовавшимися наэлектризованными частями — свет разряда вызывает фотолюминесценцию люминофора.

Биолюминесценция — способность живых организмов светиться, достигаемая самостоятельно или с помощью симбионтов.

Электролюминесценция- возникает при пропускании электрического тока через определённые типы люминофоров.

Термолюминесценция — люминесцентное свечение, возникающее в процессе нагревания вещества. В научной литературе часто используется термин Термостимулированная люминесценция, сокращенно ТСЛ, что одно и то же .

У твёрдых тел различают три вида люминесценции:

мономолекулярная люминесценция — акты возбуждения и испускания света происходят в пределах одного атома или молекулы;

метастабильная люминесценция — акты возбуждения и испускания света происходят в пределах одного атома или молекулы, но с участием метастабильного состояния;

рекомбинационная люминесценция — акты возбуждения и испускания света происходят в разных местах.

АКТУАЛЬНОСТЬ:

Выбор данной темы не случаен. Возникновение флуоресцентного анализа и диагностики с применением лазеров привело к созданию эффективных методов дистанционного и бесконтактного исследования различных субстратов органического происхождения с достижением большой чувствительности метода. Качество диагностики в этом случае во многом обусловлено временной и пространственной когерентностью возбуждающего излучения . Лазерно-индуцированная флуоресценция (ЛИФ) успешно применяется при определении участков загрязнения нефтепродуктами, в том числе аварийного состояния нефтепроводов (технология LDI). В таможенных службах используются приборы ЛИФ для определения наличия наркотиков. В медицине ЛИФ применяется в качестве диагностического средства при фото динамической терапии онкологических заболеваний.

Такие методы были бы полезны не только в медицинской диагностике, но и, например, в фармакологии для определения чувствительности возбудителя к антимикробным препаратам. Так же это было бы востребовано в пищевой технологии, экологии, промышленности, в космических и биосферных исследованиях. Это необходимо каждому. Именно поэтому, данную тему я считаю актуальной.

ЗАДАЧ A :

Задачей данной работы является изучение теоретических и научных данных флуоресцирующих объектов, исследовать их, провести эксперименты и опыты. Почему – флуоресцирующие? Потому что для постановки опытов с флуоресценцией надо минимум оборудования: источник ультрафиолетового излучения, сами предметы и темнота.

ЦЕЛЬ: провести экспериментальное исследование; обнаружить новые предметы, виды или явления, еще не описанные другими; узнать, где и как флуоресценцию используют; донести до одноклассников информацию о флуоресценции.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ:

сбор информации из разных источников (энциклопедии, сайты интернета);

ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ:

Практическая значимость моей исследовательской работы заключается в том, что полученные результаты помогут в изучении данной темы в дальнейшем в школе, привлечет большее внимание школьников к этому физическому и химическому процессу.

Сейчас я бы хотел рассказать о маленькой части люминесценции - о флуоресценции. Флуоресценция: свечение, индуцированное светом. Мы почти не стречает или не замечает это явление в обычной жизни. Интенсивность флуоресценции слишком мала по сравнению с вызывающим ее светом. Так, например, мы даже не догадываемся, глядя на зеленый лист растения, что хлорофилл внем флуоресцирует красным светом.

Многие ученые в мире занимаются изучением всего вышеперечисленного, проводят опыты, ищут способы использования обнаруженных эффектов и используют полученные данные в различных областях науки и техники. Явление флуоресценции сейчас активно используется человеком. В медицине вводят маркеры, чтобы можно было обнаружить патогенные (например, раковые) клетки. Существует метод диагностики сетчатки глаза при помощи флуоресценции. Флуоресцирующие краски позволяют давать предметам новые возможности. Так теперь все банкноты дополнительно обрабатывают с целью предотвратить подделки денег. Светящиеся краски пользуются популярность художников при оформлении, а также при создании световых шоу. В любую мелованную бумагу для белизны добавляют люминофоры.

Во многих дисплеях различных гаджетов и приборов сейчас используются флуоресцирующие кристаллы, чтобы получить четкое цветовое изображение.

Флуоресцентная лампа – это источник света, получаемого от свечения разрядов газа. Она состоит из стеклянной трубки, на внутренней поверхности которой нанесен слой люминофора. На торцах трубки находятся электроды в виде спиралей. В полость трубки закачан инертный газ и пары ртути. Под напряжением на электродах в лампе образуется разряд газа, ток проходит по парам ртути. Ультрафиолетовое излучение облучает стенки колбы и она начинает светиться видимым светом. Другое название этих ламп - люминесцентные. С целью обнаружения утечек из трубопроводов, охлаждающих систем, ёмкостей с жидкостями, при исследовании водных потоков (рек) в природе и пр. также используют флуоресцирующие маркеры, которые запускают в исследуемую систему и контролируют возможные места утечки на появление свечения при возбуждении светом (УФ- или видимым) .

В настоящее время человек придумал множество вариантов использования флуоресценции.

В дальнейшем для изучения насекомых потребовался электронный бинокулярный микроскоп Leica S6D c фотокамерой Leica DFC-295 и с выводом изображением на дисплей. Этот прибор мне предоставили в институте экологии животных и растений УрО РАН.

Результаты фиксировал фотоаппаратом Canon Ixus 970 15 и мобильным телефоном SAMSUNG GALAXY S6.

Денежные купюры

Известно, что для повышения надежности денежных знаков и некоторых других ценных бумаг используются флуоресцентные красители. С помощью ультрафиолетового фонаря посветил на разные купюры с разным достоинством и увидел то, что на них светятся разные узоры (Приложение 1). Ещё я проверил это на постиранной банкноте и оказалось, что на ней эти знаки практически отсутствуют - видимо флуоресцентные метки наносятся на поверхность купюр.

Я специально вышел ночью на улицу для поиска флуоресцирующих объектов. В этой экспедиции удалось найти несколько светящихся предметов, например обычная ручка, разная бумага, кассеты и пластмассовые изделия (Приложение 2).

Среди различных цветов и растений флуоресцирующих объектов обнаружить не удалось.

Магазин

Биологические объекты

Самое интересное было найти биологические флуоресцирующие существа. Для этого пришлось преодолеть много препятствий. В литературе было описано много морских животных (кальмары, медузы, планктон, осьминоги и пр.). А что на суше и в воздухе? Флуоресцирующих птиц мне не удалось найти, хотя я проверил синицу, мухоловку-пеструшку, павлина, сороку, голубя и воробья.

Обследование яиц показало, что яйца горихвостки светятся голубоватым цветом (приложение 4).

Мне повезло – я получил доступ к большой коллекции насекомых Среднего Урала, хранившейся в Институте экологии животных и растений в Екатеринбурге. Среди большого вида жужелиц не нашлось ни одной особи, которая светилась бы под ультрафиолетом. Зато среди разных видов пауков засветились пауки - скакунчики семейства Salticidae (приложение 5). Совсем неожиданно нашелся вид муравьев Myrmica, у которых флуоресцируют концы брюшек. Это хорошо видно на фотографиях (приложение 6).

В коллекции бабочек Урала светящихся объектов не удалось обнаружить.

Зато вовремя поиска флуоресцирующих объектов на улице я осветил брата (приложение 7), эффект был неожиданный - у него светились зубы. Человек и его зубы оказались тоже интересным биологическим объектом для изучения этого процесса. Подобное в литературе и интернете я не встречал.

Я очень много слышал что светится витамин В1 или, научным языком, тиамин. Для проверки этого утверждения сходил в аптеку, купил витамин В1, пришёл домой и проверил. Раствор тиамина хлорида светился голубым цветом.

Все это видно на прилагаемых фотографиях (приложение 8)

Природные вещества

Я попытался найти флуоресцирующие растения, но мои поиски не увенчались успехом.

Кто не знает про хлорофилл из школьного курса ботаники или интернета. Это химическое соединение использует солнечный свет для производства энергии в зеленых частях растений (преимущественно листьях).

Сегодня можно купить жидкий хлорофилл – биологически активную добавку к пище с широким спектром лечебных качеств.

А природные источники жидкого хлорофилла – это люцерна, морские водоросли (в особенности спирулина и хлорелла), ростки пшеницы и ячменя, брокколи, брюссельская капуста, салат, шпинат, листья дамианы, крапива и петрушка.

Когда молекула хлорофилла или другого фотосинтетического пигмента поглощает свет, говорят, что она перешла в возбужденное состояние. Энергия света используется для перевода электронов на более высокий энергетический уровень. Энергия света улавливается хлорофиллом и преобразуется в химическую энергию. Возбужденное состояние хлорофилла неустойчиво, и его молекулы стремятся вернуться в обычное (устойчивое) состояние. Например, если через раствор хлорофилла пропустить свет, а затем понаблюдать за ним в темноте, то мы увидим, что раствор флуоресцирует. Это происходит потому, что избыточная энергия возбуждения преобразуется в свет с большей длиной волны (и меньшей энергией), при этом остаток энергии теряется в виде тепла.

Для подтверждения этого факта проделал следующий эксперимент:

очень мелко порезал шпинат,

поместил его в стакан и залил спиртом,

отставил стакан на один день,

через день я профильтровал все это через бумагу для фильтрования,

все листья остались на бумаге, а жидкость с хлорофиллом - в емкости,

я посветил на эту жидкость фонариком UV-5,

оказалось - этот зеленый раствор (на солнечном свете), при воздействии ультрафиолетовым облучением становится удивительно ярко-красным.

Все стадии данного опыта видны на фотографиях (приложение 9).

Таким образом, я выявил то, что мир флуоресценции огромен. Флуоресценция окружает нас в самых неожиданных местах, в необычных материалах. Что-то можно видеть каждый день, как свет люминесцентных и светодиодных ламп или специальные метки на купюрах. Для обнаружения этого явления у других объектов нужно применение специальных приборов (УФ-фонарь – источник ультрафиолета, электронный микроскоп). Я увидел, как биологи обрабатывают в коллекции свои минералы, насекомых и растения. Познавая явление флуоресценции, я узнал, где ее используют. Например, ее применяют в медицине (диагностика различных заболеваний), биологии, художестве (фосфоресцирующие и флуоресцирующие краски, добавки в банкноты и ценные бумаги), в современной технике (для обнаружения утечек из различных систем, освещения помещений и др.) и в прочих бытовых материалах (бумага, пластмассы, ткани и др.). Увидел свечение насекомых и даже человека.

Я считаю, что процесс изучения эффекта флуоресценции для меня был очень полезен и его исследование может принести еще много нового и интересного.

В дальнейшем, надеюсь, эффект флуоресценции зубов человека можно будет использовать на практике - для диагностики здоровых зубов в медицине.

Кому нужно проводить измерения уровня сахара в крови?

Люди, чья поджелудочная железа не вырабатывает достаточного количества инсулина, страдают от сахарного диабета. Уровень сахара в крови чаще всего слишком высок. Это может навсегда повредить кровеносные сосуды и органы. В то же время в клетках существует нехватка энергии.

для выявления сахарного диабета;
для контроля и корректировки терапии у диабетиков;
ежегодно у людей, которые подвергаются более высокому риску диабета;
при жалобах, указывающих на диабет (потеря веса, жажда, частое мочеиспускание);
у беременных женщин и новорожденных детей;
при потере сознания без объяснимой причины;
при известных нарушениях углеводного обмена (например, из-за дефицита ферментов)

Диабет во время беременности

В период вынашивания ребенка определенные гормоны могут вызвать повышение уровня сахара в крови в организме женщины. Поджелудочная железа может перестать вырабатывать инсулин в соответствии с возросшей потребностью. Подобные изменения в организме приводят к развитию диабета.

Симптомы этого заболевания обычно исчезают после рождения ребенка, но примерно у трети женщин, перенесших диабет во время беременности, в дальнейшей жизни развивается диабет 2-го типа. Гестационный диабет нельзя лечить пероральными лекарствами из-за боязни навредить плоду.

В тех случаях, когда проблема не поддается лечению правильным питанием и физическими упражнениями, вводят инсулин для снижения высокого уровня сахара. Предварительная консультация с врачом в данном случае является обязательным условием.

Как измеряется уровень сахара в крови?

Для проведения исследования осуществляется забор капиллярной крови. Для этого обычно используется набор глюкометров, состоящий из измерительного прибора, тест-полоски и колющего инструмента со сменными ланцетами.

Капиллярную кровь можно получить с помощью колющего средства путем укола в палец – у младенцев в пятку. Тест-полоска помещается в глюкометр и соприкасается с капиллярной кровью. Примерно через 5-30 секунд устройство показывает результат.

Нормы сахара в крови

передозировки инсулина во время терапии диабета;
перепроизводства инсулина при заболеваниях поджелудочной железы;
нарушения гормонального баланса из-за недостаточной функции гипофиза или щитовидной железы;
физического труда без достаточного потребления пищи;
недоедания, например, при алкогольной зависимости или после чрезмерного голодания;
дисфункции печени, например, при циррозе печени и гепатите;

Нормальное значение, мг/дл (ммоль/л)

Усредненное содержание глюкозы (за 3 месяца)

Через 2 часа после еды

Таблица – Нормальные значения у детей в зависимости от приема пищи

65-99 мг/дл (3,6-5,5 ммоль/л)

Усредненное содержание глюкозы (за 3 месяца)

Через 2 часа после еды

80-126 мг/дл (4,5-7,0 ммоль/л)

Важно: значения могут варьироваться в зависимости от того, какая кровь используется (плазма, венозная или капиллярная).

Нормы в зависимости от половой принадлежности и возраста

Норма глюкозы у женщин составляет 3,3-5,5 ммоль/л. Возрастные изменения у женщин, начиная от 50 лет, формируют другие показатели.

Таблица – Уровень сахара в крови норма у женщин

Возраст женщины, лет

Норма глюкозы в составе крови у мужчин варьирует от 3,9 до 5,6 ммоль/л. Если пациент не ел в течение 7-8 часов до анализа, норма после еды варьируется от 4,1 до 8,2 ммоль/л. При случайном, временном отборе крови без отношения к потреблению пищи показатели варьируются от 4,1 до 7,1 ммоль/л.

Таблица - Норма глюкозы у мужчин

Возраст мужчины, лет

Таблица – Нормы у детей в зависимости от возраста

Уровень глюкозы, ммоль/л

2 дня – 4,3 недели

4,3 недели – 14 лет

Если уровень сахара в крови слегка завышен, не стоит беспокоиться, а только скорректировать собственное питание, удалить из рациона вредные продукты, скорректировать собственный режим сна и стресса (психологический, физический) и тем самым вернуть уровень глюкозы в норму.

Чтобы предотвратить переход сахарного диабета в сложную форму, требующую постоянного приема инсулина, необходимо научиться контролировать болезнь. Новейшие препараты помогают избавиться от диабета на клеточном уровне: восстанавливают выработку инсулина (который нарушается при диабете типа 2) и регулируют синтез этого гормона (это важно для диабета типа 1).

Методы диагностики

Уровень сахара в крови определяется с использованием глюкометра – портативного устройства, с помощью которого можно провести анализ в домашних условиях. Измерение уровня сахара в крови дома с помощью глюкометра следует проводить в течение всего дня, чтобы ситуаций отклонения.

Желательно проводить процедуру перед едой и перед сном, а также после пробуждения с утра. Иногда также необходимо сделать измерения после еды, примерно через 1-2 часа, чтобы получить оценку того, как пища влияет на уровень сахара в организме – индивидуальный эффект, который варьируется от человека к человеку.

Иногда уровень сахара в крови также измеряют посреди ночи – между 4-3 часами, чтобы обнаружить условия падения сахара и гипогликемии, характерные для людей с диабетом 1 типа, которые лечатся инсулином, а также узнать, каково изменение, характеризующее уровень сахара в этих ситуациях.

при патологических состояниях;
после травмы или операции;
после обострения диабетического состояния;
во время острого заболевания, сопровождающегося кетонурией (наличием кетонов в моче).

Тем не менее, домашний тест не всегда показывает точные результаты, поэтому оптимально провести анализ в лаборатории медицинского учреждения. Кроме того, врачи назначают анализ для определения толерантности к глюкозе и исследование гликированного гемоглобина. При анализе толерантности к глюкозе диагностируется чувствительность к инсулину и способность организма воспринимать его.

Кому нужно проводить измерения уровня сахара в крови?

для выявления сахарного диабета;
для контроля и корректировки терапии у диабетиков;
ежегодно у людей, которые подвергаются более высокому риску диабета;
при жалобах, указывающих на диабет (потеря веса, жажда, частое мочеиспускание);
у беременных женщин и новорожденных детей;
при потере сознания без объяснимой причины;
при известных нарушениях углеводного обмена (например, из-за дефицита ферментов)

Диабет во время беременности

Как измеряется уровень сахара в крови?

Нормы сахара в крови

передозировки инсулина во время терапии диабета;
перепроизводства инсулина при заболеваниях поджелудочной железы;
нарушения гормонального баланса из-за недостаточной функции гипофиза или щитовидной железы;
физического труда без достаточного потребления пищи;
недоедания, например, при алкогольной зависимости или после чрезмерного голодания;
дисфункции печени, например, при циррозе печени и гепатите;

Нормальное значение, мг/дл (ммоль/л)

Усредненное содержание глюкозы (за 3 месяца)

Через 2 часа после еды

Таблица – Нормальные значения у детей в зависимости от приема пищи

65-99 мг/дл (3,6-5,5 ммоль/л)

Усредненное содержание глюкозы (за 3 месяца)

Через 2 часа после еды

80-126 мг/дл (4,5-7,0 ммоль/л)

Нормы в зависимости от половой принадлежности и возраста

Таблица – Уровень сахара в крови норма у женщин

Возраст женщины, лет

Таблица - Норма глюкозы у мужчин

Возраст мужчины, лет

Таблица – Нормы у детей в зависимости от возраста

Уровень глюкозы, ммоль/л

2 дня – 4,3 недели

4,3 недели – 14 лет

Методы диагностики

при патологических состояниях;
после травмы или операции;
после обострения диабетического состояния;
во время острого заболевания, сопровождающегося кетонурией (наличием кетонов в моче).

Читайте также: