Definicja luminescencji

Luminescencja (łac. lumen „światło”) to według Encyklopedii PWN jarzenie, emisja promieniowania elektromagnetycznego w zakresie nadfioletu, widzialnym i podczerwieni przez atomy lub cząsteczki podczas przejścia ze stanu wzbudzonego do stanu o niższej energii, gdy wzbudzenie jest wywołane innymi przyczynami niż podniesienie temperatury źródła promieniowania (https://encyklopedia.pwn.pl/haslo/luminescencja;3934476.html). Jednym z rodzajów luminescencji jest fotoluminescencja wywołana przez pochłonięcie promieniowania elektromagnetycznego z obszaru widzialnego, ultrafioletu lub podczerwieni. Jednym z rodzajów fotoluminescencji jest fluorescencja, czyli zjawisko fotoluminescencji trwające wyłącznie podczas działania czynnika wzbudzającego (w odróżnieniu od fosforescencji, która trwa jeszcze po zaniku działania tego czynnika (https://pl.wikipedia.org/wiki/Luminescencja).

Wyjaśnienie definicji

Wyrażając powyższe bardziej prostymi słowami zjawisko luminescencji oznacza więc zdolność niektórych materiałów do emisji fal świetlnych („świecenie” w kolorach) po ich wzbudzeniu przez różnego rodzaju zdarzenia fizyko-chemiczne. Jednym z takich zdarzeń jest naświetlenie przez światło białe (tzw. dzienne), UV lub podczerwień. Dzięki naświetleniu przez jedno z powyższych rodzajów światła materiał wzbudzony zaczyna emitować „własne” światło w kolorze (kilka podstawowych kolorów jak: czerwony, zielony, niebieski, fioletowy, żółty itd.). Takie zjawisko nazywamy fotoluminescencją. Istnieją dwa rodzaje zjawiska fotoluminescencji. Pierwszy zachodzi gdy materiał emituje „własne” światło nawet po ustaniu wzbudzenia (naświetlenia) przez czynnik wzbudzający. To zdarzenie nazywamy fosforescencją. Drugi jest wtedy gdy świecenie materiału trwa tylko i wyłącznie wtedy kiedy trwa jego naświetlanie przez czynnik wzbudzający. To zdarzenie nazywamy fluorescencją.

Nazewnictwo farb wykorzystujących zjawisko luminescencji oraz fluorescencji.

Jeżeli chodzi o nazewnictwo farb drukarskich wykorzystujących pigmenty luminescencyjne oraz fluorescencyjnych to mamy tu do czynienia z większą dowolnością, barkiem ścisłości naukowej oraz potocznością znaczeń. Po pierwsze farby fluorescencyjne nigdy nie są zaliczane do zbioru farb luminescencyjnych. Zazwyczaj nawet nie są z nimi łączone. Po drugie nawet wewnątrz grupy farb fluorescencyjnych – zgodnie z tym co wyżej wspomniano odnośnie rodzajów światła wzbudzającego – istnieje podział na te widziane pod wpływem światła białego, UV i IR. Do najbardziej popularnej i rozpowszechnionej grupy należą farby fluorescencyjne wzbudzane światłem białym. Farby te, z ich nietypową, jaskrawą kolorystyką stanowią dość znaczącą dziedzinę w zbiorze farb dostępnych na rynku i choć w naszej klasyfikacji i nomenklaturze traktowane są jako farby specjalne to przez innych uczestników rynku wielokrotnie włączane są w zakres farb zwyczajnych. W typologii przez nas przyjętej farby fluorescencyjne wzbudzane światłem białym stanowią obszerny, samodzielny dział farb specjalnych (na tyle obszernym że zdecydowaliśmy się nie łączyć go z działem farb luminescencyjnych). Farby luminescencyjnych natomiast to farby wykorzystujące całą resztę zjawisk luminescencyjnych w swej pełnej rozciągłości i różnorodności rodzajów (w tym także fluorescencję wzbudzoną światłem UV i IR oraz drugą grupę fotoluminescencyjną – fosforescencję).

Dlaczego rozróżniamy farby fluorescencyjne od farb  luminescencyjnych

Oprócz powyżej przedstawionych przyczyn rozróżnienia przez nas farb fluorescencyjnych od luminescencyjnych najważniejszy jest fakt, że efekt działania luminescencji (dokładnie jej rodzaju – fluorescencji) w przypadku farb fluorescencyjnych wzbudzanych światłem białym jest po pierwsze widoczny natychmiast, po drugie źródło wzbudzenia jest powszechnie dostępne. Fakt ten ma zasadnicze znaczenie w wykorzystaniu tego typu farb w przemyśle farbiarskim ponieważ w przeważającej części potencjalny obserwator (konsument) oczekuje uzyskania efektu wizualnego natychmiast i bez potrzeby wzbudzania efektu przy użyciu jakiegokolwiek urządzenia, mechanizmu lub algorytmu działań. Wyobraźmy sobie przeciętnego użytkownika farby, który po to żeby uzyskać wymagany efekt barwny podłącza jakieś urządzenie wzbudzające albo gaszący źródło światła dla obejrzenia koloru. Między innymi dlatego farby fluorescencyjne wzbudzane światłem białym są często traktowane jako farby zwyczajne. My klasyfikujemy je jako farby specjalne ale inne niż farby luminescencyjne. Cała reszta farb luminescencyjnych to takie farby, dla których potrzebujemy niekiedy dość skomplikowanej, relatywnie drogiej lub rzadko dostępnej metody wzbudzenia, albo też musimy je przez dłuższy czas „naświetlić” (jak farby fosforyzujące) żeby zobaczyć końcowy efekt.

Przykłady wykorzystania farb fluorescencyjnych

Dla lepszego zobrazowania różnic między farbami fluorescencyjnymi i luminescencyjnymi można posłużyć się przykładami ich wykorzystania. Farby fluorescencyjne charakteryzują się wyjątkową jasnością i czystością barwy, jaskrawością i soczystością koloru oraz wrażeniem, że są jakby „podświetlone”. Cechy te sprawiają, że farby fluorescencyjne swoją jaskrawością i krzykliwością znacząco wyróżniają się wśród innych kolorowych farb. To dlatego wykorzystywane są w takich zastosowaniach, w których należy wyróżnić, uwypuklić, wybić, czy oznaczyć jakiś element po to żeby stał się bardziej zauważalny dla przeciętnego obserwatora. Maluje się nimi drogi ewakuacyjne, znaki ostrzegawcze, elementy mające się wyróżniać (np. tzw. cenówki dyskontowe), oznakowanie dróg komunikacyjnych i ewakuacyjnych, barierki chroniące przed upadkiem, elementy przeciwpożarowe, znaki drogowe, poziome oznakowania dróg, elementy dekoracji i aranżacji wnętrz, scenografii teatralnych i eventowych, escape room’ów, detali w sztuce i reklamie.

Przykłady wykorzystania farb luminescencyjnych

Farby luminescencyjne wykorzystywane są wszędzie tam gdzie uzyskanie końcowego efektu wymaga zastosowania dodatkowego urządzenia, lampy, narzędzia, roztworu, instalacji itd. lub żeby zobaczyć efekt należy wykonać dodatkową czynność (np. zapalić światło). Farby niewidoczne fluorescencyjne (świecące pod UV) są wykorzystywane do tworzenia wspaniałych dekoracji i scenografii eventów, w klubach i dyskotekach, escape room’ach, w sztuce nowoczesnej itd. Po zgaszeniu świateł i zapaleniu światła UV (tzw. „blacklight”) oczom widza ukazuje się alternatywny świat kolorów i obrazów, których w ogóle nie było widać wcześniej. Są one również wykorzystywane do druku banknotów oraz innych dokumentów zabezpieczonych. Farby fosforyzujące wykorzystujemy wszędzie tam gdzie brak sztucznego światła w nocy uniemożliwia rozpoznanie tego co chcemy przedstawić widzowi. Farba „ładuje się” za dnia i oddaje energię w formie światła w nocy. Stosowana do wyznaczania dróg ewakuujących i nocnych tras pieszych lub rowerowych, drukowania tabliczek informacyjnych widocznych w nocy, efektów marketingowych mających na celu zaszokowanie widza dodatkowym efektem świecenia w nocy itd. Farby świecące pod wpływem podczerwieni wykorzystuje się do zabezpieczania druków, opakowań, banknotów i papierów wartościowych. Farby luminescencyjne z omawianego przez nas zakresu mogą służyć zarówno do celów marketingowych jak i ostrzegawczych tak jak w powyższych przykładach, niemniej istnieje bardzo wiele innych zastosowań tych farb, na omawianie których nie mam miejsca w opracowaniach takich jak to. Jedno jest pewne: farby luminescencyjne mogą być wykorzystywane do różnych aplikacji i zastosowań gdzie kreatywność i pomysłowość jest kluczowym warunkiem powstania ciekawego rozwiązania. Jedynym ograniczeniem w tym przypadku może być tylko nasza wyobraźnia.

Podsumowanie

Podsumowując istnieje naukowe wyjaśnienie różnic i podobieństw między farbami fluorescencjami i luminescencyjnymi jednak jest ono przez rynek farbiarski traktowane dość swobodnie, a różne firmy stosują różne nazewnictwo nie zawsze zgodnie z logiką lub naukowym podejściem. Systematykę, którą my przyjęliśmy można scharakteryzować jako taką, która odnosi się do funkcjonalności i łatwości operowania źródłem wzbudzenia „świecenia” oraz wywołanym przez nią efektem. Farby fluorescencyjne to w tej systematyce farby wzbudzane w prosty sposób światłem dziennym, widoczne od razu i nie wymagające zastosowania dodatkowych narzędzi czy urządzeń, farby luminescencyjne zaś to farby wymagające dodatkowych zabiegów dla wydobycia efektu, który skrywają.