Ennen vanhaan, oli jokseenkin yhtenäinen suomalainen kansa. Silloin kerrotiin kansantarinoita. En tiedä sitten olivatko nämä opiksi vai huviksi, mutta olipahan kuitenkin. Hölmöläiset olivat monesti kansantarinoissa pääosassa ja tavallaan he ovat tarinoissa edelleen, näitä tarinoita tosin kutsutaan nykyään uutisiksi. Mutta vanhojen hölmöläistarinoiden oli tarkoitus lähinnä naurattaa kuulijoitaan ja näissä tarinoissa hölmöläiset yrittivät ratkaista ongelmiaan suoraviivaisilla ja uusia ongelmia tuovilla ratkaisuilla. Hölmöläistarinat ovat jo monilta unohtuneet ja ajattelin tieteen avulla herättää ihmisiä muistelemaan näitä taas. Sillä he, jotka ovat hölmöläistarinat unohtaneet, ovat tuomittuja toistamaan niitä. Ja näyttää siltä, että kansamme muistin virkistykseen lienee aihetta. Viittaan tässä tekstissä siis siihen tarinaan, jossa hölmöläiset veivät säkillä valoa ikkunattomaan tupaan. Sitä pidetiin mahdottomana ja siksi ”hölmönä” ajatuksena. Mutta kun teknologia menee eteenpäin ja oikeaan suuntaan, niin hölmöilyistä voi tulla totta.
Onko säkillä väliä?
Olen vielä 2000-luvun puolella jonkun sanovan vitsillä, että: ”viedään säkillä valoa”, kun ei ollut taskulamppua, tms. ”Viedään säkillä valoa ulkoa.” Tottakai säkillä voi viedä valoa, sillä valohan on hiukkasia. Silloin kun se ei ole säteilyä. Hölmöläiset veivät valoa säkillä. No, melkein millä tahansa säkillä voi viedä, kunhan se on esikäsitelty oikein. Itse käytin tavallista kangaskassia, johon tarttui tekstiilimaali. Eli pohjustin kangaskassin valkoisella tekstiilimaalilla ja sen jälkeen sivelin viidesti kuivuneen, valkoisen maalipinnan pimeässä hohtavalla lakalla, jota löytyy ihan rautakaupasta. Jos kiinnostaa, niin hölmöläishehkun valmistaja on kaima erään Vantaan kaupunginosan kanssa ja tuotteen nimi oli suomesta englantiin ja englannista suomeen käännettynä ”Magic Hehku”. Kolme kerrosta hölmöläisten taikalakkaa tuotti näemmä samanlaisen tuloksen kuin viisi, mutta neljäs ja viiden menivät kokeilun piikkiin. Tämän voi tehdä siis kotona ja onnistuikin hyvin helposti. Olin tätä juttua hautonut jo tohtorikouluajoiltani asti ja minulla olisi ollut materiaalit hehkuhiukkasten tekoon, mutta onnekseni löysin tuon tuotteen. Säästyi monta monta työtuntia, kortisolimolekyyliä ja ”leipurin unelman” perään huutoa. Vaikka olenkin kemisti, niin en silti ole mikään asiantuntija maalien teossa.
Miten se oikeasti toimii?
Ilmiötä kutsutaan viivästyneeksi fluoresenssiksi. Fluoresenssissa, aineessa olevat elektronit alkavat oskilloida (pomppia) saatuaan energiaa ulkoisesta säteilystä (esim. UV-valo tai valo). Jos säteilyllä on tarpeeksi energiaa ja aineella on suotuisia energiatiloja, niin se elektroni voi nousta korkeammalle energiatilalle. Se tulee välittömästi sieltä takaisin perustilalleen ja viritystilan purkautuminen voidaan havaita näyvänä valona, joka on heikompienergistä kuin virityssäteily. Eli punaisella valolla ei yleensä (älä kysy) saada näkyvää fluoresenssia aikaiseksi. Tämä on nopea prosessi, ja käytännössä hehku loppuu heti kun viritysvalaistus sammuu. Hehku, jolla valoa kuljetetaan, perustuu strontiumaluminaattiin. (SrAl2O4), joka on doupattu Dysprosium- ja Europiumioneilla. Pieni osa Sr- ja Al-metalli-ioneista on korvattu näillä ainella. Strontiumaluminaatti toimii eräänlaisena kehikkona näille Eu- ja Dy-ioneille, joiden energiatiloilla elektronien viritys- ja purkausprosessit tapahtuvat.
Monilla f-lohkon alkuaineilla, kuten Eu(II)-ionilla, on paljon mahdollisia viritystiloja näille elektroneille ja (energeettisen) sijaintinsa puolesta kokevat vain vähän vuorovaikutusta ympäristönsä kanssa. Tämä tuo voimakkaan ja verrattain pitkäkestoisen emission (valon) viritystilan purkautuessa.1
On esitetty, että esimerkiksi kalsiumaluminaatissa, joka on ”doupattu” Eu(II)-ioneilla, viivästynyt fluoresenssi johtuu mm. kidehilassa olevista kalsium- sekä happivakansseista. (Vakanssi on pistemäinen hilavirhe, jossa puuttuu ko. ioni tai atomi.) Kalsiumvakanssit luovat energiatasoja, jolle virittyneet elektronit jäävät ”vangiksi”. Lämpöenergia saa elektronin värähtelemään ja ”pakenemaan” kalsiumvakanssilta happivakanssille, jossa tapahtuu elektronin ja aukon rekombinaatioprosessi, joka virittää Eu(II)-ionin elektronin, joka palatessaan perustilalleen emittoi näkyvän valohiukkasen.2
Tuohon ”vangitsemis/pakenemis”-prosessiin menee ilmeisesti aikaa ja siksi fluoresenssi viivästyy. Kielikuvallisesti se on vähän kuin työmies juoksisi eri reikien välillä ja sitten kun tulee tarpeeksi kuumat paikat, niin se pakenee töihin. Mutta tulee myöhässä paikalle.
Loppusanat
Tarkoitukseni tällä ”tempauksella” oli saada ihmiset ajattelemaan, että ehkä ne asiat, jotka ovat meille itsestäänselvyyksiä voivatkin muuttua, kun niitä tarkastellaan uudesta vinkkelistä uusilla tiedoilla. Eihän se mikään hyvä tapa valon viemiselle ole, mutta ei se mahdotontakaan ole, vaikkei hölmöläinen olisikaan.
Viitteet:
[1] Atkins, et. al., ”Shriver & Atkins’ Inorganic Chemistry”. Oxford University Press, 5th edtion., (2010), sivu 585.
[2] Aitasalo, et. al., J Solid State Chem. 2003, 171, 114-122.