Επιστήμη των μαγικών κούπες:Πώς λειτουργεί η θερμοευαίσθητη βαφή;

Το χρώμα με το οποίο επικαλύπτουν τις κούπες που αλλάζουν θερμότητα ονομάζεται θερμοευαίσθητο χρώμα – ένα χρώμα που είναι ευαίσθητο στις αλλαγές της θερμοκρασίας. Η θερμοευαίσθητη βαφή χρησιμοποιείται σε διάφορα πράγματα, όπως κούπες, μπιμπερό, βραστήρες, κινητήρες αυτοκινήτων και πολλά άλλα.

Ενώ έπινα έναν καφέ σε έναν φίλο τις προάλλες, παρατήρησα κάτι μάλλον περίεργο σχετικά με την κούπα του καφέ. Με την πρώτη ματιά, φαινόταν να είναι ένα κανονικό, λευκό κύπελλο. Ωστόσο, όταν χύθηκε καφές σε αυτό, εμφανίστηκε στη μία πλευρά μια φωτογραφία ενός άντρα να κάνει παλάμη προσώπου! Ήμουν γοητευμένος, και ομολογουμένως εξέπληξε λίγο, αλλά καθώς άρχισα να εξετάζω την εικόνα, εξαφανίστηκε χωρίς ίχνος, σαν να μην ήταν ποτέ εκεί!

Αυτό που αρχικά σκέφτηκα ως μια έξοχα εκτελεσμένη φάρσα αποδείχθηκε ότι ήταν ένα εντυπωσιακό παράδειγμα θερμοχρωμίας και ευαίσθητης στη θερμότητα βαφής.

Τι είναι ο Θερμοχρωμισμός;

Ο όρος μπορεί να ακούγεται σαν φαινόμενο που βγήκε κατευθείαν από το λεξικό ενός επιστήμονα, αλλά με απλά λόγια, ο θερμοχρωμισμός είναι η ιδιότητα ορισμένων υλικών να αλλάζουν το δικό τους χρώμα ως απάντηση σε μια αλλαγή στη θερμοκρασία. Ο θερμοχρωμισμός βρίσκεται στην πραγματικότητα κάτω από την ομπρέλα ενός χημικού φαινομένου που ονομάζεται χρωμισμός – μια διαδικασία που προκαλεί αλλαγές χρώματος (συνήθως αναστρέψιμες στη φύση, που σημαίνει ότι μπορούν να ανακτήσουν το αρχικό τους χρώμα) σε ορισμένα υλικά.

Η διάθεση κουδουνίζει (Πηγή εικόνας:www.themoodringshop.com)

Ένα εντυπωσιακό παράδειγμα θερμοχρωμίας μπορεί να δει κανείς στα δαχτυλίδια διάθεσης, τα οποία αλλάζουν το χρώμα τους ανάλογα με τη θερμοκρασία του δέρματος του χρήστη.

Πώς συνδέεται το Thermochromism με τις μαγικές κούπες;

Τα πάντα!

Στην ουσία, ο θερμοχρωμισμός είναι η αρχή πάνω στην οποία λειτουργούν οι κούπες που αλλάζουν χρώμα και άλλα τέτοια αντικείμενα. Δεδομένου ότι ο όρος «θερμοχρωμισμός» ακούγεται λίγο τεχνικός, το χρώμα με το οποίο επικαλύπτουν τις κούπες ονομάζεται «θερμοευαίσθητο χρώμα» - ένα χρώμα που είναι ευαίσθητο στις αλλαγές της θερμοκρασίας. Η θερμοευαίσθητη βαφή χρησιμοποιείται σε διάφορα πράγματα, όπως κούπες, μπιμπερό, βραστήρες, κινητήρες αυτοκινήτων και πολλά άλλα.

Πώς λειτουργεί το Heat-Sensitive Paint;

Αναφέρεται επίσης ως θερμοχρωμική βαφή, η θερμοευαίσθητη βαφή περιέχει χρωστικές ουσίες που αλλάζουν χρώμα ανάλογα με τις αλλαγές στη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι αυτών των χρωστικών:λευκοχρωστικές και θερμοχρωματικοί υγροί κρύσταλλοι.

Πηγή εικόνας:Wikipedia

Οι υγροί κρύσταλλοι χρησιμοποιούνται για εργασίες υψηλής ακρίβειας, δηλαδή όπου οι μικρότερες αλλαγές στη θερμοκρασία πρέπει να παρακολουθούνται από το μεταβαλλόμενο χρώμα του υλικού. Επομένως, δεν χρησιμοποιούνται σε αντικείμενα τακτικής χρήσης, όπως κούπες καφέ ή μπιμπερό, τα οποία χρειάζονται απλώς μια προσέγγιση της θερμοκρασίας ως «πολύ κρύο» ή «πολύ ζεστό». Για αυτόν τον απλούστερο σκοπό, οι λευκοχρωστικές μπαίνουν στην εικόνα.

Τι είναι οι λευκοχρωστικές;

Οι θερμοχρωμικές βαφές παρασκευάζονται από μείγματα λευκοχρωστικών και άλλων κατάλληλων χημικών ουσιών. Οι αλλαγές χρώματος που βλέπετε είναι βασικά οι λευκοχρωστικές που αλλάζουν μορφή από έγχρωμες σε άχρωμες (ή διαφανείς). Τέτοιες βαφές συνήθως έρχονται με τη μορφή μικροκαψουλών που έχουν το μείγμα σφραγισμένο μέσα τους. Ένα συναρπαστικό παράδειγμα τέτοιων καψουλών ήταν τα ρούχα Hypercolor (μια δημοφιλής μόδα των ρούχων που άλλαζαν χρώμα με βάση τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας).

Υπέρχρωμο μπλουζάκι

Η βαφή αναμιγνύεται με κρυστάλλους αλατιού που είναι είτε πολύ όξινες (χαμηλό pH) στη φύση ή πολύ βασικές (υψηλό pH), και η βαφή είναι ευαίσθητη στις αλλαγές του pH του περιβάλλοντος. Επομένως, όταν αλλάζει η θερμοκρασία, λαμβάνει χώρα μια χημική αντίδραση και αυτοί οι κρύσταλλοι αναμειγνύονται με τη βαφή. Ίσως μπορείτε να μαντέψετε τι συμβαίνει ως αποτέλεσμα αυτής της χημικής αντίδρασης…

Οι οπτικές ιδιότητες της βαφής αλλάζουν, με αποτέλεσμα να φαίνεται είτε αδιαφανές είτε εντελώς διαφανές! Εν ολίγοις, είναι η τήξη αυτών των κρυστάλλων (που έχουν ήδη αναμειχθεί με τη βαφή) που αλλάζει το pH του περιβάλλοντος. Έτσι, όταν η κούπα γεμίσει με καφέ και ζεστή, η βαφή παραμένει μαύρη και δεν μπορείτε να δείτε καμία εικόνα στο πλάι της κούπας. Ωστόσο, καθώς πίνετε από αυτό και ουσιαστικά κατεβάζετε ελαφρώς τη θερμοκρασία του, αφαιρώντας το ζεστό υγρό από την επάνω περιοχή της κούπας, η βαφή γίνεται διάφανη και βουίλα! Η εικόνα αποκαλύπτεται!

Τώρα, αν επισκεφτείτε ποτέ έναν φίλο που προσπαθεί να σας φρικάρει βάζοντας μια τρομακτική εικόνα στο πλάι της κούπας του καφέ σας, μπορείτε να τον ξεπεράσετε απλά «παίζοντας το καλό».