Делаем белое белее. Или немного про флуоресценцию.

Я долго ждал, когда наступит светлое будущее, которое мне обещали ещё в школе.
И, судя по бумаге новых квитанций ЖКХ, оно видимо, уже наступило.


Оно справа на фото:





Ещё крупнее:



А слева (снизу на последнем фото) тёмное и ужасное прошлое.

Нет, у меня нет проблем со зрением и мои лево и право совпадают с вашими.

Но на самом деле пост не совсем об этом. Я ещё пока не дошёл до того, чтобы делать белую бумагу самостоятельно. Хотя происходящее вокруг говорит от том, что ключевое слово в предыдущем предложении «пока».

Но мне понадобилось сделать некий предмет белее, чем он есть сейчас. И утерянные секреты производства белой бумаги тут могут оказаться полезны.

Недавно многие, даже те, кому это не очень интересно, узнали, что для производства белой бумаги используются отбеливатели.

Но на самом деле, не только они делают бумагу белой.

Помимо химических отбеливателей, которые разрушают красящие вещества сырья бумаги, в неё ещё могут добавлять белые пигменты.

Но и это ещё не всё. Есть хитрость, позволяющая сделать бумагу ещё белее.

И это — флуоресценция.

Это такое явление, когда вещество излучает свет более длинной волны, поглощая короткую.

В частности, для белой бумаги, вещество может поглощать УФ или близкое к нему излучение, и светится при этом, излучая видимый свет и добавляя его к уже имеющейся яркости бумаги.

Осталось только найти такое вещество и применить.

На самом деле, флуоресцентных красок сейчас, конечно, очень много. Но мне нужна была белая и она должна быть для ткани (быть гибкой и ложится не толстым слоем).

Подобные вещества используются достаточно часто, называют их оптические отбеливатели.

Их, например, помимо бумаги, используют в стиральных порошках:





Белые вещи выглядят с ними белее.

При этом они не только не вредят цветным вещам, поскольку не разрушают краску, как кислород содержащие отбеливатели. Но и наоборот, цвета за счёт флуоресцентного свечения могут выглядеть ярче.

Но мой предмет требовал покраски из баллончика, стирка для него исключалась.

Поэтому, немного поискав, я нашёл такое:



Но прежде чем рассказать про эту краску, ещё немного про терминологию.

Многие путают несколько видов в чём-то похожих явлений, но которые на самом деле совершенно разные.

Про флуоресценцию я уже рассказал чуть выше — это свечение большей длинной волны, чем та, которая падает на вещество и это происходит в реальном времени.
Примеры — это светящиеся под действием УФ ламп краски в клубах, детских комнатах милиции:



Фосфоресценция — вещество запасает энергию, когда на него попадает свет и излучает её в виде опять же света в темноте. Ну точнее излучает то оно его и на свету, но видно это только в темноте.
Тут примерно, как со звёздами. Может не все в курсе, но днём звёзды никуда не уходят и не выключаются, просто они не видны из-за засветки атмосферы Солнцем (принцип невидимого суслика).
Примеры — светящиеся в темноте метки в часах.



Правда это может быть и радиолюминесценция — свечение люминофора под действием радиации, но такие вещества сейчас мало распространены в бытовых предметах.
Но в качестве примера можно привести различные светящиеся брелоки на Али.



Световозвращающие краски/плёнки/покрытия — фактически набор микрокатафот, возвращающих свет по одному направлению — по тому, откуда он приходит.
Пример — обычные дорожные знаки:



И вот когда я выбирал эту краску, то, естественно, почитал отзывы. И чего только люди не пишут. Кто-то ждёт от неё самостоятельного свечения в темноте. Кто-то, что она будет яркой в свете фар (как знаки со световозвращающими плёнками).

Но это совершенно другие явления.

А это именно флуоресцирующая краска. И она будет (должна) делать предмет ярче только при свете, причём при дневном свете или близком к нему, имеющим в составе УФ и/или фиолетовую часть.

Производитель заявляет максимально яркую флуоресценцию на поглощаемом свете с длиной волны от 310 до 400 нм. Правда это для лимонно-желтой (у производителя несколько цветов такой краски).

У меня белая, по ней алогичной инфы я не нашёл.

Ещё один важный момент. Работают эти флуоресцирующие краски (этого производителя) только на белом фоне (все, в т.ч цветные), т.е. сначала предмет красится краской или грунтом белого цвета (если он не белый изначально), затем эта краска.

Не знаю почему или зачем так сделано, ведь есть флуоресцирующие краски, не требующие такого условия.

Но раз оно есть, то выполним его.
У меня есть бумага для струйника, обратная сторона которой белая, но в УФ светится плохо. Покроем одну её половину этой краской. Для защиты от краски второй части воспользуемся газетой, на которой ещё проверим некоторые моменты.

Начнём с газеты.

Слева газета, на которую попадала краска, справа не обработанная аналогичная газета:



Что тут интересного (помимо жизни без простатита).
В УФ газета действительно начала светиться. Но не так ярко, как белая бумага, которую увидим чуть позже.

Зато обратите внимание на оранжевые элементы на правой газете. В реальности они светят ярче, чем на фото, они явно из немного флуоресцирующей краски. На левой газете они уже не такие радостные. Краска из баллончика поглощает УФ для переизлучения его в видимом диапазоне и оранжевым элементам ультрафиолета уже достаётся меньше.

Теперь сравним с белой тестовой бумагой.



Тут тоже слева обработанная краской половина.

И она существенно ярче и газеты, и второй своей половины.

Но это ультрафиолет. А что же на обычном дневном свету?

Тут всё более печально. Разница есть, но она уже заметно меньше, или даже наоборот почти незаметна:



Впрочем, если взять цвет пикселей в графическом редакторе слева (обработанная часть) и справа, то слева яркость будет не сильно, но выше.

Ещё можно уменьшить яркость фото:



Это то же изображение при дневном свете, не ультрафиолет, просто снижена яркость.

Получается краска работает. Но… к сожалению хуже, чем хотелось бы. Чуда не произошло, и божественного свечения я не получил. Чуть поднять яркость белого, скорректировать его из желтизны в бело-синий при дневном освещении ей можно, но не более того.

В то же время в УФ она светится вполне неплохо.

При дневном освещении увеличение белизны происходит не за счёт наличия белого пигмента в краске, а именно за счёт флуоресценции. Газеты при обычном освещении вообще не отличаются, никакого белого налёта нет, я даже запутался какая из них обрабатывалась, пока не посветил ультрафиолетом. Поэтому, кстати, производитель и подчёркивает, что работают эти краски только на белом фоне.

Вообще белый цвет для флуоресценции самый тяжёлый. Использовать энергию можно только в районе УФ диапазона, а излучать желательно в широком, чтобы не сдвигать оттенок.

Для цветной флуоресценции можно использовать больший диапазон поглощения. Для жёлтого, например, можно поглощать помимо УФ, ещё и синий и зелёный участок спектра. А излучать только жёлтый.
Поэтому с цветными флуоресцентными пигментами должно быть повеселее.

По качеству адгезии в отзывах тоже есть претензии к этой краске, и написано, что она смывается водой (связующее там на акриловой основе).
Но у меня она прилипла даже на полиэтилен. Понятное дело, полиэтилен есть полиэтилен и прилипла не очень прочно, но чтобы стереть потребовалось усилие. А с рук её не удалось смыть с мылом даже за несколько раз.
Это уже после попыток смыть (не хватает слова «Взятка»):



Ну и последнее.
Частично я эту статью написал, в надежде, что в комментариях читатели поделятся своим опытом использования подобных или других необычных красок.
Ну и на этом у меня всё, всем спасибо!