Zimowa wyprzedaż
<<   POWRÓT18-10-2022

Elektroluminescencja vs. luminescencja - czym się różnią

Zegarek naręczny jest praktyczny, gdy da się z niego odczytać aktualną godzinę. Sprawy jednak komplikują się po zapadnięciu zmroku... Producenci zegarków doskonale zdają sobie z tego sprawę, więc przez dekady opracowywali coraz to nowsze, doskonalsze i bardziej świetliste rozwiązania, pomagające w ciemnościach sprawdzić, która aktualnie jest godzina. 


Timex Indiglo


W przeszłości, gdy chemia i fizyka nie były jeszcze tak rozwinięte jak współcześnie, zegarmistrzowie oferowali zegarki z funkcją “wybijania godzin”. Na żądanie właściciela, po przesunięciu specjalnej dźwigni na obudowie, zegarek dźwiękowo sygnalizował aktualny czas. Najbardziej zaawansowane rozwiązania pozwalały poznać czas z dokładnością do jednej minuty. Inne były mniej precyzyjne, dając jedynie przybliżoną do pięciu lub piętnastu minut informację. Niestety, takie konstrukcje wymagały precyzyjnego przygotowania dziesiątek dodatkowych elementów mechanizmu, a to skutkowało wysoką ceną gotowych wyrobów. Takie zegarki oferowane są też współcześnie, jednak ich ceny potrafią przyprawić o zawroty głowy. Producenci szukali alternatywnych rozwiązań, które dzięki niższej cenie mogłoby stać się masowo stosowane. Remedium okazało się zjawisko luminescencji, nazywane też, zimnym świeceniem, polegające na emisji fal świetlnych przez niektóre substancje, bez potrzeby ich podgrzewania.


Radioaktywność

Wraz z odkryciem przez Marię Skłodowską-Curie oraz jej męża Pierre’a Curie, w 1898 roku, radu, pojawiła się szansa na znalezienie odpowiedniej technologii. Podobno Polka trzymała fiolkę z solami radu na szafce nocnej, by móc podziwiać ich błękitną łunę.

Maria and Pierre Curie

Rad

Odpowiednio przygotowany rad, zmieszany z fosforem i bezbarwnym lakierem, tworzy świecącą w ciemnościach farbę. Ta, mogła zostać i bardzo często była, nanoszona na niemal każdą powierzchnię. Wykorzystywano ją w kokpitach samolotów, sterowniach zakładów pracujących przez całą dobę, a także w zegarkach naręcznych. Te ostatnie odniosły prawdziwy “sukces” przy okazji I Wojny Światowej. Wcześniej, zegarek zapinany na nadgarstku był przedmiotem używanym prawie wyłącznie przez kobiety - mężczyźni preferowali bardziej eleganckie zegarki kieszonkowe. Dopiero służba wojskowa unaoczniła mężczyznom wygodę tego rozwiązania

Wojska składały zamówienia na zegarki z tarczami malowanymi farbami radowymi, ponieważ te dawały żołnierzom możliwość sprawdzenia godziny o każdej porze, w każdym miejscu. Niestety, w parze z ogromną korzyścią - świeceniem farby w ciemnościach - szła radioaktywność, a ta potrafi być szalenie niebezpieczna dla ludzkiego zdrowia. Największą cenę ponosili pracownicy odpowiedzialni za malowanie podziałek na tarczach, w początkowym okresie pracujący bez odpowiednich środków ochrony osobistej. Osoby używające zegarków z taką farbą były narażone na stałe działanie promieniowania o właściwościach rakotwórczych. Stosowanie radu w zegarkach zostało zakazane w latach sześćdziesiątych ubiegłego wieku.


Rad w zegarkachŹródło: www.prestigetime.com


Promet

Niemal natychmiast, rad został zastąpiony prometem - pierwiastkiem wytwarzanym sztucznie w warunkach laboratoryjnych. W naturze, na Ziemi występuje on bardzo rzadko. Opracowania wskazują, że w skorupie ziemskiej aktualnie znajduje się mniej niż kilogram prometu, powstałego w rudach uranu. Promet, podobnie jak rad, jest radioaktywny, a w zegarkach wykorzystywany był przez zaledwie kilkanaście lat.


Promet w zegarkachŹródło: www.prestigetime.com


Tryt

W latach osiemdziesiątych ubiegłego wieku znaleziono kolejne rozwiązanie, które mimo lekcji poprzednich dekad, także opierało się o materiał radioaktywny. Tryt H-3, bo o nim mowa, to izotop wodoru. Codziennie wdychamy wodór z powietrzem i spożywamy go pijąc wodę. Izotop wodoru szczelnie zamknięty w kopercie zegarka nie powinien stanowić zagrożenia dla człowieka, jednak połknięcie trytu wiązałoby się zapewne z przykrymi konsekwencjami. Rozwiązanie wykorzystujące farbę z trytem zostało porzucone we wczesnych latach dziewięćdziesiątych ubiegłego wieku. Wśród kolekcjonerów, zegarki z trytem cieszą się znacznym powodzeniem z uwagi na wizualnie atrakcyjny proces jej starzenia. Po latach zyskuje ona przyjemny dla oka, herbaciany kolor.


Tryt w zegarkachŹródło: www.prestigetime.com

Rurki trytu

Dziś, tryt wykorzystywany jest w formie gazowej. By zagwarantować bezpieczeństwo użytkowania zegarka, a także broni i instrumentów lotniczych, gaz zamykany jest w szklanych rurkach. Tak powstałe niewielkie, cięte laserowo pojemniki ze specjalnego szkła, nie stanowią zagrożenia dla ludzkiego zdrowia. Ścianki pojemników, po wewnętrznej stronie pokrywa się warstwą siarczku cynku reagującego z trytem, w efekcie czego rurka świeci. Niektórzy producenci z faktu stosowania radioaktywnego materiału w takiej formie uczynili swój znak rozpoznawczy. Tego typu rozwiązanie można znaleźć we wszystkich zegarkach BallTraser i Luminox,  wielu modelach od Vostok Europe, a także niektórych oferowanych przez firmę Davosa. 


Materiał całkowicie bezpieczny - LumiNova

Za stworzenie całkowicie bezpiecznego, na każdym etapie produkcji i wykorzystania, materiału odpowiedzialna jest japońska firma Nemoto & Co. Wyspecjalizowała się w produkcji świecących farb, a jej początki sięgają 1941 roku. Krótko po utworzeniu, zajęła się dostarczaniem swoich rozwiązań do przemysłu zbrojeniowego. Po zakończeniu konfliktów założyciel - pan Nemoto - szukając sposobu na utrzymanie przedsiębiorstwa odwiedzał domy i na życzenie mieszkańców malował luminescencyjnymi farbami wskazówki zegarów, a z czasem również zegarków. W ten sposób Nemoto & Co. zaangażowało się w biznes zegarmistrzowski, stając się dostawcą. W 1993 roku przedstawiło nietoksyczną farbę, mogącą z powodzeniem zastąpić wcześniejsze, radioaktywne rozwiązania.

LumiNova


LumiNova w zegarkach

LumiNova bazuje na glinianie strontu. Ma ona formę proszku, którą miesza się z lakierem. Została opatentowana przez Nemoto & Co., które udostępniało ją producentom zegarków z całego świata. W tym samym roku, w Szwajcarii, utworzono przedsiębiorstwo RC Tritec AG, produkujące substancję w oparciu o uzyskaną od japończyków licencję.


Związek “ładuje się” z pomocą energii światła, która porusza elektrony glinianu strontu, dzięki czemu powstaje blask. Zjawisko zachodzi przez dłuższy czas po tym, jak światło przestaje padać na substancję, więc jeśli pokryto nią wskazówki zegarka, to możliwe staje się sprawdzenie godziny w ciemnościach. Blask utrzymuje się nawet po zakończeniu działania aktywatora, czyli światła, a takie zjawisko nazywa się fosforescencją.



Aviator i LumiNova

Można spotkać wiele różnych sposobów zapisywania nazw skomercjalizowanej substancji. Właściwe to LumiNova i Super-LumiNova, przy czym pierwszy człon “Super-” zwyczajowo określał produkt szwajcarski. Dziś zastosowanie warstwy LumiNova stało się branżowym standardem, a jej aplikacje na wskazówkach i indeksach można znaleźć w dziesiątkach tysięcy modeli od producentów z całego świata. Dzięki popularności i masowej produkcji jej cena jest relatywnie niska, więc znaleźć ją można nawet w podstawowych wyrobach. Jest ona stale ulepszana, w skutek czego do sprzedaży trafiają nowe warianty kolorystyczne oraz odmiany, które pozostają czytelne w mroku przez dłuższy czas niż starsze wersje.


Całkowicie inne podejście - Timex Indiglo

Zupełnie inne podejście do tematu przedstawiła amerykańska marka Timex, która w 1992 roku wprowadziła do sprzedaży pierwszy zegarek z elektrycznym podświetleniem całej tarczy. Już wcześniej można było nabyć zegarki z częściowym podświetleniem tarcz za pomocą diody, jednak efekt często daleki był od ideału. Tym, czym zegarki Timex wyróżniły się na tle konkurencji było to, że po naciśnięciu przycisku cała powierzchnia tarczy zaczynała jednostajnie jarzyć się.

 Timex Indiglo


Zegarki z Indiglo

W podświetleniu Timex Indiglo wykorzystana została elektroluminescencja - czyli świecenie pod wpływem przepływu prądu przez ciała stałe lub gazy. Prąd przepływający przez siarczek cynku sprawia, że elektrony zmieniają swoje położenie, a uwalniane są przy tym fotony - cząstki światła. Zjawisko to znane jest od 1907 roku, kiedy Henry Joseph Round zaobserwował światło powstałe po tym, jak poddał węglik krzemu działaniu prądu. Jednak szersze zastosowanie przyszło znacznie później. Ciekawym przykładem wykorzystania elektroluminescencji w latach sześćdziesiątych była branża motoryzacyjna. Na przykład Dodge, amerykański producent samochodów, stosował ją do produkcji wskaźników w swoich modelach, między innymi w kultowych Charger’ach sprzedawanych od 1966 roku. 


Rozwiązanie nie jest bardzo skomplikowane, co pozwala na masową produkcję. Świecąca pod wpływem prądu warstwa, mająca grubość mierzoną w atomach, zamknięta jest między dwiema elektrodami, którymi płynie prąd. Istotne jest, by wierzchnia elektroda była przejrzysta, a spodnia nieprzejrzysta. Konstrukcja musi także zostać zabezpieczona od góry przejrzystą powłoką, aby światło docierało do oczu osoby spoglądającej na świecący przedmiot. Podstawowe rozwiązanie daje niebieskie światło. Jego kolor można zmieniać wykorzystując domieszki innych związków chemicznych. Da się uzyskać światło w kolorach niebieskim, zielonym lub żółtym.

Podświetlenie Indiglo


Zegarki Timex Indiglo

Timex Indiglo to opatentowana technologia dostosowana do możliwości zegarka naręcznego. Poza możliwością sprawdzenia godziny nawet w całkowitych ciemnościach, ma też inne korzyści. Wymaganą do pracy energię czerpie z baterii napędzającej mechanizm zegarka. Dzięki autorskim rozwiązaniom marki Timex, standardowa bateria guzikowa wystarcza na długi czas, mimo że rozświetlenie tarczy wymaga napięcia wielokrotnie większego niż to, jakie może dostarczyć bateria zegarkowa.


Kolejny, ogromny plus technologii Indiglo to łatwość jej używania. Timex dopracował ją tak, że wystarczy jedno naciśnięcie przycisku, a tarcza rozjaśni się na jedną lub trzy sekundy. Zegarki z podświetleniem Indiglo mogą mieć zarówno cyfrowe wyświetlacze jak i analogowe tarcze z indeksami. 

Indiglo Timex

Plusy i minusy 

Możliwość odczytania z zegarka godziny nawet w kompletnych ciemnościach, bez wykorzystania dodatkowego źródła światła, to prawdopodobnie najważniejsza dodatkowa funkcja zegarka. Docenią ją wszyscy Ci, którzy nie zawsze mają pod ręką telefon, a potrzebują znać aktualny czas.


Luminescencja w zegarkach

Luminescencja w zegarkach zyskała miliony fanów na całym świecie. Dzielą się oni zdjęciami swoich zegarków i nie wyobrażają sobie zakupu modelu, w którym nie wykorzystano ani grama substancji świecącej. Farba luminescencyjna przez wiele lat zachowuje swoje właściwości i jest stosunkowo łatwa w aplikacji. Dzięki kilku dostępnym wariantom charakteryzującym się różnym poziomem jasności oraz wielu kolorom emitowanego światła, producenci mają ogromne pole do popisu przy projektowaniu tarcz. Minusem LumiNovy jest to, że nie każda jej odmiana świeci wystarczająco długo, by zegarek był czytelny przez całą noc.


Zegarki wykorzystujące rurki z izotopem wodoru są droższe niż te korzystające z LumiNovy. Wynika to z dwóch rzeczy. Po pierwsze tryt jest jedną z najdroższych substancji świata. Jej gram kosztuje ponad 150 000 złotych. Drugi powód to skomplikowany, a przez to kosztowny, proces powstawania świecących rurek. Ich produkcja odbywa się w ściśle kontrolowanych warunkach i wymaga precyzyjnej obróbki z użyciem laserów. Komplikacje pojawiają się także na etapie produkcji samych zegarków - także i tu muszą zostać zachowane specjalne środki ostrożności, a producent musi dostosować swój zakład do pracy z materiałem radioaktywnym. Po kilkunastu latach tryt ulega połowicznemu rozpadowi, a zegarek powoli przestaje być czytelny. Na szczęście rurki można wymieniać, by przywrócić tarczy czytelność w nocy.

Tryt


Podświetlenie Indiglo w zegarkach Timex

Po Indiglo sięgną osoby praktyczne - tu nie potrzeba “ładować” substancji światłem, a podświetlenie da się aktywować w każdej chwili. Równomiernie świeci cała tarcza, więc można bez przeszkód odczytać nawet mniejsze wiadomości, takie jak na przykład wskazanie multi-kalendarza w formie tarczek z dodatkowymi wskazówkami. Elektroluminescencja w wykonaniu amerykańskiego producenta jest, dzięki niskiej cenie, dostępna dla szerokiego grona odbiorców. Rozwiązanie jest trwałe i nie drenuje baterii zegarka. Gdy bateria zaczyna się wyczerpywać i zbliża się koniec jej żywotności, uruchomione Indiglo zaświeci słabiej, dając sygnał, że zbliża się pora, by odwiedzić zegarmistrza.


Wybierając zegarek warto zwrócić uwagę na to, czy producent zadbał o możliwość odczytania wskazań po zmroku. Nigdy nie wiadomo, kiedy może okazać się to potrzebne.