Фойерверките, вековна технология, са емблематичен символ на честванията на Деня на независимостта - но те също са чудо на съвременната наука и техника. Прочетете, за да откриете науката зад фойерверките, която ще видите из цялата страна тази вечер.
1. Химическата формула за фойерверки е изобретена случайно. Някъде през Х век китайците започват да правят фойерверки с барут (първият известен химически експлозив е бил открит едва наскоро). Но учените смятат, че изобретателите са попаднали върху химическата формула за барут - сяра, въглища и калиев нитрат или селектор - по време на опитите да създадат еликсир на безсмъртието. С течение на времето китайците развиват голямо разнообразие от фойерверки, които произвеждат различни видове визуални ефекти, а пиротехникът се превръща в уважавана професия в китайското общество.
2. Фойерверките са проектирани да не експлодират. Противопоказателно химиците проектират фойерверки, за да горят възможно най-бавно, а не да експлодират бързо. По-бавното изгаряне означава, че фойерверк ще произведе визуален ефект за по-голяма продължителност, който обхваща по-голяма площ от небето. За да се постигне това, използваните химикали за гориво и окислители - обикновено метали като алуминий или магнезий за гориво и перхолати, хлорати или нитрати за окислители - са сравнително едрозърнести, в диапазона от 250 до 300 микрона, приблизително с размера на зърно пясък. Освен това химиците избягват да смесват добре горивото и окислителя заедно, което затруднява изгарянето им.
Пелетите, опаковани във фойерверки, съдържат химикали, които произвеждат живите цветове, които виждаме в небето. (Wikimedia Commons) 3. Различните цветове се произвеждат от различни химикали . Ярките цветове, видими при взрива на фойерверки, са резултат от пиротехнически звезди - пелети от химикали, които при изгаряне генерират определени цветове или предизвикват искрящи ефекти. Когато запалващият се заряд се запали, основното гориво избухва първо, прехвърляйки енергия на оцветителите, което кара електроните на тези химикали да преминат във възбудено състояние. След това, мигове по-късно, когато оцветяващите химикали се охлаждат и електроните се връщат в основното си състояние, те отделят допълнителната енергия като цветно излъчване, когато летят през небето. Специфичният цвят зависи от химичното вещество: съединенията със стронций и литий изгарят интензивно червено, докато калцият гори оранжево, натрият гори жълто, барият изгаря зелен, а медът гори синьо.
4. Формите на фойерверките са произведени от интелигентен дизайн . За да постигнат необичайно оформени фойерверки, като двойни пръстени, сърца или звезди, техниците пакетират горивните и оцветителните химикали вътре в епруветка в различни формации. Централното ядро на горивото, заобиколено от пръстен с пелети, ще произведе кръгова фойерверка, докато двуслойният пелет ще създаде двоен пръстен в небето. Ако пелетите се смесват отвътре с горивото, цветните ивици ще се разпространят заедно от централна точка, както в модела „върба“. За особено сложни образувания, като сърце или звезда, оцветителите от пелети се залепват върху лист хартия в желаната форма. Когато горивото изгори, то запалва хартията, изпращайки оцветителите, летящи по същия модел.
5. Замърсяват фойерверките. Въпреки цялото забавление на фойерверките, те имат и недостатък. По-рано сме писали за това как пиротехническите средства могат да стреснат и дори да убият популациите от птици. Те могат също да навредят на дивата природа по по-коварен начин - чрез въвеждане на тежки метали, сярно-въглищни съединения и перхолат в местните водни тела. Често за езера и реки се пускат фойерверки и тези странични продукти от горенето могат да навредят на водните екосистеми с течение на времето. Въздушните замърсители също могат да засегнат хората, особено страдащите от астма.
