Vatromet, stoljetna tehnologija, ikoničan je simbol proslave Dana neovisnosti - ali oni su i čudo moderne znanosti i inženjerstva. Čitajte dalje kako biste otkrili znanost iza vatrometa koju ćete večeras vidjeti širom zemlje.
1. Kemijska formula za vatromet izumljena je slučajno. Negdje tijekom 10. stoljeća Kinezi su počeli izrađivati vatromet s barutom (prvi poznati kemijski eksploziv otkriven je tek nedavno). No znanstvenici vjeruju da su izumitelji pogodili kemijsku formulu za barut - sumpor, ugljen i kalijev nitrat ili slanu kašu - tijekom pokušaja stvaranja eliksira besmrtnosti. Tijekom vremena, Kinezi su razvili široku paletu vatrometa koji su proizveli različite vrste vizualnih efekata, a pirotehničar je postao cijenjena profesija u kineskom društvu.
2. Vatromet je dizajniran tako da ne eksplodira. Kontraindikativno, kemičari oblikuju vatromet kako bi gorili što sporije, a ne da brzo eksplodiraju. Sporije izgaranje znači da će vatromet duže vrijeme trajati vizualnim efektom koji pokriva veće područje neba. Da bi se to postiglo, upotrijebljene kemikalije za gorivo i oksidante - obično metali kao što su aluminij ili magnezij za gorivo, i perkolati, klorati ili nitrati za oksidante - su relativno zrnato, u rasponu od 250 do 300 mikrona, veličine otprilike zrno pijeska. Uz to, kemičari izbjegavaju temeljito miješanje goriva i oksidanta, što otežava njihovo sagorijevanje.
Kuglice spremljene u vatrometu sadrže kemikalije koje proizvode žive boje koje vidimo na nebu. (Wikimedia Commons) 3. Različite boje proizvode različite kemikalije . Svijetle boje vidljive prilikom eksplozije vatrometa rezultat su pirotehničkih zvijezda - peleta kemikalija koje prilikom spaljivanja stvaraju određene boje ili stvaraju iskrenje. Kada se rasprsni naboj zapali, prvo gorivo prvo eksplodira, prenoseći energiju kemikalijama u boji, što prisiljava elektrone tih kemikalija da pređu u pobuđeno stanje. Zatim, trenutak kasnije, kada se kemikalije u boji ohlade i elektroni se vrate u bazno stanje, oni oslobađaju dodatnu energiju kao šareno zračenje kada lete nebom. Specifična boja ovisi o kemijskoj: spojevi sa stroncijem i litijem sagorijevaju crveno, dok kalcij gori narančasto, natrij gori žuto, barij gori zeleno, a bakar plavo.
4. Oblici vatrometa proizvode se pametnim dizajnom . Da bi postigli neobično vatromet, poput dvostrukih prstenova, srca ili zvijezda, tehničari pakiraju gorivo i kemikalije u boji u cijev u različite formacije. Središnja jezgra goriva, okružena prstenom peleta, proizvest će kružni vatromet, dok će dvoslojni pelet stvoriti dvostruki prsten na nebu. Ako se pelete iznutra pomiješaju s gorivom, pruge boje će se raširiti zajedno iz središnje točke, kao u uzorku „vrbe“. Za posebno škakljive formacije, poput srca ili zvijezde, pelete boje boje zalijepljene su na papir u željenom obliku. Kada gorivo gori, on zapaljuje papir, šaljući boje u istom obrascu.
5. Zagađuje vatromet. Unatoč svim zabavama vatrometskih emisija, oni imaju i lošu stranu. Ranije smo pisali o tome kako pirotehnika može uplašiti, pa čak i ubiti populaciju ptica. Na štetan način mogu naštetiti i divljini - unošenjem teških metala, sumpornih ugljenih spojeva i prodora u lokalna vodna tijela. Vatromet se često pokreće nad jezerima i rijekama, a ti nusprodukti izgaranja mogu s vremenom štetiti vodenim ekosustavima. Zagađivači u zraku također mogu utjecati na ljude, posebno one koji pate od astme.
