Для того, чтобы увидеть яркое плазменное свечение, вовсе не обязательно наличие дорогих установок или мощных электрических разрядов. Достаточно напряжения 220 В, двух алюминиевых электродов, обработанных специальным образом, и стакана с водопроводной водой.
Я расскажу Вам об одном красивом опыте, аналогов которого в изученной литературе я не нашла. Идея постановки этого опыта возникла на основе литературных данных. Использование алюминия для электродов оправдано тем, что пористый оксид алюминия обладает уникальной структурой, позволяющей изготавливать столбиковые, нитевидные, точечные, конусообразные и другие элементы с нанометровыми размерами[2].
Известно, что на основе гидроокиси алюминия можно получать различные упорядоченные пористые структуры[1,2], которые могут использоваться для формирования металлических и полупроводниковых квантовых точек и нитей[2]. На основании этих данных возникло предположение о возможности получения структур на основе пористого оксида алюминия с ионами металлов нанометрового размера, способных излучать в оптическом диапазоне.
Опыт состоит в следующем:
Вначале в стакан с водопроводной водой (pH≈7, солесодержание 970 мг./л.) я опустила алюминиевые электроды, с помощью зажимов подала на электроды сетевое напряжение 220 В (рис.1). При этом наблюдалось выделение пузырьков газа и образование плёнки оксида алюминия. Когда образовался слой гидроокиси алюминия толщиной примерно 2 - 3 мм. (рис. 2,3), на электроды нанесла нитрат кобальта. Нитрат кобальта получала растворением кобальтовых пластинок в концентрированной азотной кислоте. Затем, через некоторое время после подачи напряжения наблюдалось появление мелких слабых вспышек (рис. 5), но через несколько секунд частота и интенсивность вспышек возросла.
При измерении потенциала на электродах было обнаружение наличие Э.Д.С., изменяющееся по величине в виде «волны» (рис. 11). Обнаружено очень слабое свечение всего объёма гидроокиси алюминия в водопроводной воде при длительном стоянии электродов в рабочем растворе. При определённых условиях вспышки наблюдались периодически, то на одном, то на другом электроде (рис. 6) или только на верхней части электродов (рис. 9). Замечено образование плазменных структур сферической формы (рис. 7, 8, 10). Возникновение вспышек наблюдается в узком интервале pH среды, на определённой модификации оксида алюминия. Таким образом, этот опыт показывает тонкость эксперимента, зависимость явления природы от множества факторов.
После подачи напряжения через некоторое время появляется свечение.
При добавлении в раствор щёлочи резко возрастает интенсивность и мощность вспышек на электродах. После прекращения вспышек наблюдается синее послесвечение регистрируемое визуально.
- Structural engineering of nanoporous anodic aluminium oxide by pulse anodization of aluminium/ ed. by W. Lee, K.Schwirn, M. Steinhart, E. Pippel, R. Scholz_Nature Nanotechnology.
- Борисенко В. Е., Воробьёва А. И. Наноэлектроника. - Мн.: БГУИР, 2003.– Часть 2
Публикации автора:
- Медведева С.Ю., Анцупов И.А.""Изучение возможности получения наноструктур, обладающих оптической активностью на основе гидроокиси алюминия в водных растворах", ХХХIII Научно – практическая конференция Донской Академии Наук Юных Исследователей, 1-е место, Ростов-на-Дону, ЮФУ,Ростов-на-Дону, 2008 г. " // Тезисы ХХХIII Научно – практической конференции Донской Академии Наук Юных Исследователей, 2008, 1 (1), 65 – 65
- Медведева С.Ю. Получение оптически активных структур на основе гидроокиси алюминия в водном растворе. Труды 52-й научной конференции МФТИ «Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук»: Часть IV. Молекулярная и биологическая физика. Том 2. — М.: МФТИ, 2009. — 194 с.
)