PHÁO HOA

PHÁO HOA Định nghĩa Pháo hoa Pháo loại pháo sử dụng thuốc phóng, thuốc nổ phụ gia đặc biệt tạo nên quang cảnh hoành tráng, màu sắc ánh sáng đa dạng, hình khối phong phú, sinh động nhằm quy tụ cộng đồng sinh hoạt văn hóacó tính tập thể, khai mạc bế mạc ngày lễ tết, giao thừa, lễ hội, chào mừng quốc khánh, đại hội thể thao cấp Pháo hoa phát minh vào khoảng kỷ Trung Quốc thời TùyĐường với đời thuốc nổ đen – hỗn hợp gồm than củi, lưu huỳnh diêm tiêu (kali nitrat) Ở thời kỳ đầu, pháo hoa đơn giản, người ta nhồi thuốc nổ đen vào thân trúc khô tạo thành pháo hoa Họ kích nổ cách ném vào lửa Vì có thành phần than củi, nên pháo hoa thời tạo tia lửa màu vàng Dần dần, pháo hoa chế tạo dạng hình cầu, bên đặt hạt sáng, thuốc nổ khối thuốc phóng để đẩy pháo lên trời Tuy nhiên, bản, màu sắc pháo thời kỳ hạn chế, đến sau này, pháo hoa du nhập vào Châu Âu, nhà hóa học mang lại thêm cho pháo hoa vẻ đẹp Thành phần pháo hoa Thành phần pháo hoa hỗn hợp chất thiết kế nhằm mục đích tạo hiệu ứng nhiệt, ánh sáng, âm thanh, khí, khói Sự kết hợp hiệu ứng thông qua phản ứng tỏa nhiệt tự trì khơng phụ thuộc vào oxy từ nguồn bên Trong pháo hoa, năm thành phần thường phối trộn Nhiên liệu gọi ‘star” để đốt, thường dựa kim loại, bột kim loại, bột màu đen, dạng thuốc súng (hỗn hợp lưu huỳnh, than kali nitrat) Chất oxy hóa dùng để tạo Oxy để hỗ trợ trình đốt cháy nhiên liệu Những chất thường sử dụng perchlorate clorat, nitrat, có chứa cromat oxit Chất màu, thường muối clorua kim loại thích hợp Stronti (đỏ cam) , Natri (vàng) đồng (xanh) 4 Chất kết dính (sure) để liên kết thứ lại với Clo tạo phản ứng truyền tải màu sắc kim loại, tăng cường cường độ màu Màu sắc pháo hoa Sau đốt cháy, pháo hoa bùng nổ thành màu sắc định, định chất hóa học Những chất hóa học phải chất khiết, không bị lai tạp với chất khác Dù lượng chất hóa học khác gây hỏng màu không phát màu Theo đó, để có màu sắc, pháo hoa bắn lên trời có chứa hỗn hợp thuốc súng với muối kim loại kim loại khác Chúng định xem màu sắc nổ Khi nghiên cứu hóa lý, nhà khoa học nhận thấy kim loại đốt cho màu sắc khác lửa Các phân tử kim loại bao gồm có hạt nhân điện tích quay xung quanh Khi đốt nóng, điện tích chuyển động nhanh can thiệp tới tần số ánh sáng mà nhìn thấy từ lửa Những pháo hoa phát ánh sáng màu đỏ tạo nên từ muối stronti muối lithium Cụ thể hơn, lithium carbonate cho màu đỏ, stronti carbonate tạo nên màu đỏ nhạt Pháo hoa có màu xanh cấu thành từ hợp chất bari clorua Màu xanh dương từ hợp chất đồng clorua, đồng clo hóa trị tạo màu xanh dương viên ngọc Các kim loại nhóm II Strontium dùng thường xun hơn, người ta cho kim loại (I) clorua tạo màu ion kim loại nhóm (II) Tùy thuộc vào thành phần xác định pháo hoa mà khí, khói bụi tạo có chứa hợp chất lưu huỳnh hóa chất gây độc nồng độ thấp, dẫn đến ô nhiễm không khí Cụ thể màu sắc tạo từ nguyên tố sau: Cam: canxi clorua, canxi sulfate Vàng: đốt cháy sắt carbon, than củi tạo vàng đậm; natri nitrat, cryolite (băng thạch) tạo vàng nhạt  Trắng: magie nhơm nóng chảy, bari oxit  Tím: hỗn hợp stronti (đỏ) đồng (xanh lam)  Xám: nhơm nóng chảy titan, bột magiê   Cũng có nhiều kim loại đốt có can thiệp tới màu sắc lửa nằm dải màu mà khơng nhìn thấy Hình Màu sắc pháo hoa ĐÈN LED Khái niệm LED từ viết tắt diode phát sáng (light emitting diode), chúng thường có loạt màu sắc, từ màu đỏ cam đến xanh dương tím Mặc dù chúng trơng nhỏ bé, chúng gói gọn số ngành khoa học – thực tế, giải Nobel vật lý năm 2014 trao cho nhà khoa học Isamu Akasaki, Hiroshi Amano and Shuji Nakamura họ nghiên cứu cách chế tạo đèn LED xanh hiệu Trước thảo luận điều đó, bắt đầu với điều Do đèn LED làm vật liệu bán dẫn, vật liệu dẫn điện số điều kiện tất điều kiện khác Vì thế, số vật liệu bán dẫn khác sử dụng đèn LED, nhiều vật liệu có thành phần galium, ví dụ gallium nitride gallium phosphide Cấu tạo đèn LED Đèn LED bao gồm hai lớp vật liệu bán dẫn Các lớp “pha tạp” với tạp chất, có nghĩa nguyên tử nguyên tố khác với nguyên tử ban đầu vật liệu bán dẫn trộn lẫn Việc pha tạp tạo loại lớp khác nhau: lớp loại p (p-layer) lớp loại n (n-layer) Lớp loại n dư thừa electron, lớp loại p thiếu electron, lớp p có orbital trống gọi “hố điện tử” hay lỗ electron: vị trí ngun tử bình thường có electron, trường hợp chúng lại khơng có Ngun lý hoạt động đèn LED LED dựa công nghệ bán dẫn Hoạt động LED giống với nhiều loại điốt bán dẫn Khối bán dẫn loại p chứa nhiều loại lỗ trống tự mang điện tích dương nên ghép với khối bán dẫn n (Chứa điện tử tự do) lỗ trống có xu hướng chuyển động khuếch tán sang khối n Cùng lúc khối p lại nhận thêm điện tử (điện tích âm) từ khối n chuyển sang Kết khối p tích điện âm (thiếu hụt lỗ trống dư thừa điện tử) khối n tích điện dương (thiếu hụt điện tử dư thừa lỗ trống) Ở biên giới hai bên mặt tiếp giáp, số điện tử bị lỗ trống thu hút chúng tiến lại gần nhau, chúng có xu hướng kết hợp với tạo thành ngun tử trung hịa Q trình giải phóng lượng dạng ánh sáng (hay xạ điện từ có bước sóng gần đó) Hình Ngun lý hoạt động đèn LED Ngun lý phát sáng đèn LED Chip LED phận phát sáng đèn led Chip LED phát sáng dựa công nghệ bán dẫn Tùy theo mức lượng giải phóng cao hay thấp mà bước sóng ánh sáng phát khác (tức màu sắc LED khác nhau) Mức lượng (và màu sắc LED) hoàn toàn phụ thuộc vào cấu trúc lượng nguyên tử chất bán dẫn Sự khác biệt màu sắc đèn LED Màu sắc ánh sáng đèn LED chất liệu bán dẫn PN định phụ thuộc vào khoảng trống liên kết PN chất liệu khác Nếu khoảng trống nhiều, lượng ánh sáng phát lớn Năng lượng ánh sáng cường độ màu sắc ánh sáng mà mắt thường nhìn thấy bao gồm: xanh dương tím có lượng lớn nhất, màu đỏ cam có lượng nhỏ Khơng có vật liệu sử dụng cho tất màu khác nhau, mà loạt khả Bằng cách sử dụng vật liệu khác nhau, thêm tạp chất khác vào vật liệu này, thay đổi kích thước khoảng cách lượng vùng cấm hay độ rộng vùng cấm (band gap) – kích thước khác biệt lượng lớp loại n lớp loại p Ánh sáng đèn LED có loại màu là: đỏ, xanh xanh dương Ba màu hòa trộn theo hiệu ứng quang phổ liên tục để tạo nhiều màu khác Có nhiều loại đèn LED sử dụng trang trí theo kiểu phổ biến, màu sắc lại kết hợp màu theo chế định Độ rộng vùng cấm lớn, bước sóng ánh sáng ngắn đèn LED tạo Vì vậy, đèn LED màu đỏ, độ rộng vùng cấm tương đối nhỏ bắt buộc Đối với đèn LED màu xanh, cần có khoảng cách lớn Tuy nhiên, đèn led gam màu trắng có nhiều dạng khác nhau, trộn màu màu theo cách khác Xét khía cạnh vật lý, màu trắng tổng hợp tất màu Đèn led có loại màu trắng hay sử dụng là: trắng ấm, trắng tự nhiên trắng cool White Nguyên tắc tạo ánh sáng trắng nhiều dải màu đèn LED Hình Các loại ánh sáng trắng khác Cách thứ để tạo loại màu sắc trắng đèn LED kết hợp gam màu chủ đạo, chip với màu tích hợp bóng đèn Cách thứ hai sử dụng bột huỳnh quang phốt để tạo màu trắng cho ánh sáng Bạn phủ lên bề mặt chip màu xanh dương lớp photpho màu vàng để tạo thành màu trắng Sau ứng dụng nguyên lý thấu kính kết hợp ánh sáng vàng ánh sáng xanh dương tạo ánh sáng trắng mà mắt thường nhìn thấy Đây nguyên lý áp dụng phổ biến cách tạo ánh sáng trắng Đặc tính ánh sáng đèn LED Ánh sáng đèn LED gồm đặc tính như:  Nhiệt độ màu: Nhiệt độ màu tương quan thơng số có liên quan xuất nguồn ánh sáng vật màu đen đun nóng đến nhiệt độ cao phát Khi vật đen nung nóng hơn, chuyển sang màu đỏ, cam, vàng, trắng, cuối màu xanh CCT nguồn ánh sáng (tính nhiệt độ Kelvin K), nhiệt độ vật màu đen nóng gần phù hợp với màu sắc nguồn ánh sáng đèn Nó đặc trưng màu sắc ánh sáng phát ra, màu sắc đối tượng chiếu sáng  Độ hoàn trả màu: Độ hoàn trả màu CRI viết tắt từ Color Rendering Index Chỉ số CRI cao làm vật thể xuất chân thực sống động Có hai yếu tố ảnh hưởng đến trị giá độ hồn trả màu sắc cần phải xem xét độ hồn trả màu xác màu vật thể khả phân biệt nhiều màu nguồn sáng Chỉ số CRI tính với màu sắc thử nghiệm tiêu chuẩn có phạm vi từ đến 100 Thơng thường, đèn sợi đốt có nguồn sáng có độ hồn trả màu 100, đèn compact huỳnh quang có trị giá thấp từ 60 -80 Hình Bảng nhiệt độ màu đèn LED CHẤM LƯỢNG TỬ Định nghĩa Các chấm lượng tử hạt nano bán dẫn phát sáng màu đặc biệt sau chiếu sáng ánh sáng Màu sắc chúng phát sáng phụ thuộc vào kích thước hạt nano Các chấm lượng tử cấu trúc nano nhân tạo sở hữu nhiều tính chất khác nhau, tùy thuộc vào vật liệu hình dạng chúng Ví dụ, tính chất điện tử cụ thể chúng, chúng sử dụng làm vật liệu hoạt động bóng bán dẫn điện tử đơn Màu sắc chấm lượng tử Khi chấm lượng tử chiếu sáng tia UV, số electron nhận đủ lượng để thoát khỏi nguyên tử Khả cho phép chúng di chuyển xung quanh hạt nano,tạo dải dẫn electron tự di chuyển qua vật liệu dẫn điện Khi electron rơi trở lại quỹ đạo bên xung quanh nguyên tử (dải hóa trị), chúng phát ánh sáng Màu sắc ánh sáng phụ thuộc vào chênh lệch lượng dải dẫn dải hóa trị Hình Electron chấm lượng tử tạo ánh sáng Các hạt nano nhỏ, chênh lệch lượng dải hóa trị dải dẫn cao, dẫn đến màu xanh sâu Đối với hạt nano lớn hơn, chênh lệch lượng dải hóa trị dải dẫn thấp hơn, làm dịch chuyển ánh sáng phía màu đỏ Nhiều chất bán dẫn sử dụng làm chấm lượng tử Các hạt nano chất bán dẫn khác có tính chất chấm lượng tử Khoảng cách dải hóa trị dải dẫn, có mặt tất vật liệu bán dẫn, làm cho chấm lượng tử phát huỳnh quang Các tính chất chấm lượng tử khơng xác định kích thước mà cịn hình dạng, thành phần cấu trúc nó, ví dụ rắn rỗng Một công nghệ sản xuất đáng tin cậy sử dụng đặc tính chấm lượng tử - cho nhiều ứng dụng lĩnh vực xúc tác, điện tử, quang tử, lưu trữ thơng tin, hình ảnh, y học cảm biến - cần có khả tạo số lượng lớn tinh thể nano lơ sản xuất theo thơng số xác giống Do phân tử sinh học định có khả nhận dạng phân tử tự lắp ráp, tinh thể nano trở thành khối xây dựng quan trọng cho nanodevice chức tự lắp ráp Các trạng thái lượng giống nguyên tử Qs đóng góp vào tính chất quang học đặc biệt, chẳng hạn bước sóng phụ thuộc kích thước hạt huỳnh quang; hiệu ứng sử dụng chế tạo đầu dị quang học cho hình ảnh sinh học y tế Cho đến nay, việc sử dụng phân tích sinh học dán nhãn sinh học tìm thấy phạm vi ứng dụng rộng cho loại keo keo Mặc dù hệ chấm lượng tử tiềm chúng, phải nhiều nỗ lực để cải thiện tính chất bản, đặc biệt ổn định keo dung dịch chứa muối Ban đầu, chấm lượng tử sử dụng môi trường nhân tạo hạt đơn giản kết tủa mẫu 'thực', chẳng hạn máu Những vấn đề giải QĐ tìm thấy nhiều ứng dụng ứng dụng thực tế Hình Lọ chấm lượng tử tạo màu sắc sống động Các chấm lượng tử tìm thấy ứng dụng vật liệu tổng hợp, pin mặt trời nhãn sinh học huỳnh quang (ví dụ để theo dõi phân tử sinh học) sử dụng kích thước hạt nhỏ mức lượng điều chỉnh Những tiến hóa học dẫn đến việc chuẩn bị chấm lượng tử đơn tinh thể, chất lượng cao, đơn sắc, bảo vệ, có đường kính nhỏ 2nm, xử lý xử lý thuận tiện thuốc thử hóa học điển hình Chấm lượng tử y học Các chấm lượng tử cho phép nhà nghiên cứu nghiên cứu trình tế bào cấp độ phân tử cải thiện đáng kể chẩn đoán điều trị bệnh ung thư Các Qs sử dụng làm phần tử cảm biến hoạt động hình ảnh tế bào có độ phân giải cao, tính chất huỳnh quang chấm lượng tử bị thay đổi phản ứng với chất phân tích, đầu dị nhãn thụ động phân tử thụ thể chọn lọc kháng thể liên kết với bề mặt chấm Chấm lượng tử cách mạng hóa y học Thật khơng may, hầu hết số chúng độc hại Trớ trêu thay, tồn kim loại nặng chất gây nghiện cadmium, chất gây ung thư chất gây ung thư người, gây nguy tiềm ẩn đặc biệt cho ứng dụng y tế tương lai, nơi qdots tiêm vào thể Khi việc sử dụng vật liệu nano cho ứng dụng y sinh ngày tăng, ô nhiễm độc tính mơi trường phải giải quyết, phát triển vật liệu nano không độc hại tương thích sinh học trở thành vấn đề quan trọng Chấm lượng tử quang điện Sự hấp dẫn việc sử dụng chấm lượng tử để chế tạo pin mặt trời nằm số lợi so với phương pháp khác: Chúng sản xuất quy trình nhiệt độ phịng tiết kiệm lượng; chúng làm từ vật liệu phong phú, rẻ tiền mà không cần tinh chế rộng rãi, silicon; chúng áp dụng cho nhiều loại vật liệu rẻ tiền chí linh hoạt, chẳng hạn nhựa nhẹ Mặc dù sử dụng chấm lượng tử làm sở cho pin mặt trời ý tưởng mới, nỗ lực chế tạo thiết bị quang điện chưa đạt hiệu đủ cao việc chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành lượng Một lộ trình đầy hứa hẹn cho pin mặt trời chấm lượng tử loại mực bán dẫn với mục tiêu cho phép phủ khu vực lớn tế bào pin mặt trời bước lắng đọng loại bỏ hàng chục bước lắng đọng cần thiết với phương pháp lớp trước Các chấm lượng tử graphene Graphene, dạng phẳng, không kiểm sốt ống nano carbon, trở thành vật liệu ứng cử viên thú vị cho thiết bị điện tử nano Các nhà nghiên cứu tạo bóng bán dẫn nano từ tinh thể graphene (tức chấm lượng tử graphene) Không giống tất vật liệu biết khác, graphene có tính ổn định dẫn điện cao cắt thành thiết bị rộng nanomet Hình Chấm lượng tử khắc từ graphene Các chấm lượng tử graphene (GQD) cho thấy tiềm lớn lĩnh vực quang điện tử, quang điện, quang sinh học sinh hóa nhờ đặc tính phát quang (PL) độc đáo chúng, bao gồm khả tương thích sinh học tuyệt vời, độc tính thấp độ ổn định cao phản ứng quang hóa Các nhà khoa học nghiên cứu tìm phương pháp hiệu phổ quát để tổng hợp GQD với độ ổn định cao, tính chất bề mặt kiểm sốt bước sóng phát xạ PL điều chỉnh Chấm lượng tử Perovskite Các chấm lượng tử phát quang (LQDs), có suất lượng tử phát quang cao, kiểm soát màu phát xạ linh hoạt khả xử lý dung dịch, hứa hẹn cho ứng dụng hệ thống chiếu sáng (ánh sáng trắng ấm không chiếu tia UV hồng ngoại) hình chất lượng cao Tuy nhiên, việc thương mại hóa LQD bị kìm hãm chi phí sản xuất q cao Hiện tại, LQD điều chế phương pháp HI, yêu cầu xử lý nhiệt độ cao bề mặt tẻ nhạt để cải thiện tính chất quang học độ ổn định Mặc dù phát triển gần đây, hệ thống chấm lượng tử perulfit halide vô thể hiệu suất tương đương chí tốt so với QĐ truyền thống nhiều lĩnh vực Bằng cách chuẩn bị chấm lượng tử vô perovskite (IPQD) vô phát xạ cao nhiệt độ phòng, giá trị quang học vượt trội IPQD dẫn đến ứng dụng đầy hứa hẹn chiếu sáng hiển thị TV chấm lượng tử hình Việc sử dụng phổ biến chấm lượng tử hình TV Samsung LG mắt TV QLED họ vào năm 2015 vài công ty khác theo sau không lâu sau Các chấm lượng tử, hai hoạt động hình ảnh (phát quang) hoạt động điện (điện phát quang) có tính chất vật lý độc đáo, cốt lõi hình hệ So với vật liệu phát quang hữu sử dụng điốt phát sáng hữu (OLED), vật liệu dựa QĐ có màu sắc tinh khiết hơn, tuổi thọ cao hơn, chi phí sản xuất thấp tiêu thụ điện thấp Một lợi quan trọng khác là, QĐ gửi hầu hết chất nền, bạn mong đợi hình chấm lượng tử in linh hoạt - chí cuộn kích cỡ https://www.nanowerk.com/what_are_quantum_dots.php https://www.dummies.com/education/science/nanotechnology/what-is-a-quantumdot/ https://hhlcs.com/2018/06/hoa-hoc-cua-den-led.html https://hclighting.vn/tin-tuc/vi-sao-den-led-co-nhieu-mau-day-chinh-la-nguyennhan-11041 https://www.dkn.tv/khoa-hoc-cong-nghe/mau-sac-cua-phao-hoa-duoc-tao-ra-nhuthe-nao.html https://khoahoc.tv/giai-ma-bi-mat-mau-sac-phao-hoa-78020