Ilutulestikud, sajanditevanune tehnoloogia, on iseseisvuspäeva pidustuste ikooniks sümbol - kuid need on ka moodsa teaduse ja tehnika imetlus. Tutvuge ilutulestiku taga oleva teadusega, mida näete täna õhtul kogu riigis.
1. Ilutulestike keemiline valem leiutati juhuslikult. Millalgi 10. sajandi jooksul hakkasid hiinlased püssirohu abil ilutulestikku valmistama (esimene teadaolev keemiline lõhkekeha avastati alles hiljuti). Kuid teadlased usuvad, et leiutajad tabasid surematuse eliksiiri loomise katses püssirohu keemilist valemit - väävlit, söe- ja kaaliumnitraati või soolapulka. Aja jooksul arendasid hiinlased mitmesuguseid ilutulestikke, millest toodeti erinevat tüüpi visuaalefekte, ja pürotehnikust sai Hiina ühiskonnas lugupeetud elukutse.
2. Ilutulestikud on mõeldud mitte plahvatama. Vastupidiselt sellele kavandavad keemikud ilutulestikku nii, et see põleks võimalikult aeglaselt, mitte ei plahvataks kiiresti. Aeglasem põletamine tähendab, et ilutulestik annab pikema aja vältel visuaalefekti, mis katab taeva suurema ala. Selle saavutamiseks on kütusena kasutatavad ja oksüdeerivad kemikaalid - tavaliselt kütusena metallid nagu alumiinium või magneesium ja oksüdeerijate perklolaadid, kloraadid või nitraadid - suhteliselt suureteralised, vahemikus 250 kuni 300 mikronit, umbes liivatera. Lisaks väldivad keemikud kütuse ja oksüdeerija põhjalikku segamist, muutes nende põletamise keerukamaks.
Ilutulestiku sisse pakitud graanulid sisaldavad kemikaale, mis annavad erksaid värve, mida taevas näeme. (Wikimedia Commons) 3. Erinevad kemikaalid tekitavad erinevaid värve . Ilutulestiku plahvatuse ajal nähtavad erksad värvid on pürotehniliste tähtede tulemus - kemikaalide graanulid, mis tekitavad teatud värve või tekitavad põlemisel sädemeid. Kui lõhkemislaeng süüdatakse, plahvatab kõigepealt põhikütus, kandes energia värvainekemikaalidesse, mis paneb nende kemikaalide elektronid liikuma ergastatud olekusse. Siis, hetked hiljem, kui värvainekemikaalid jahtuvad ja elektronid langevad tagasi oma põhiseisundisse, vabastavad nad taevast lennates lisaenergia värvilise kiirgusena. Spetsiifiline värv sõltub kemikaalist: strontsiumi ja liitiumiga ühendid põlevad intensiivselt punast, kaltsium aga oranži, naatrium kollast, baarium rohelist ja vask sinist.
4. Ilutulestiku kujud valmistatakse nutika disaini abil . Ebatavalise kujuga ilutulestike, näiteks topeltrõngaste, südamete või tähekeste saavutamiseks pakivad tehnikud kütuse- ja värvainekemikaalid torusse erinevates koosseisudes. Kütuse keskne tuum, mis on ümbritsetud pelletite rõngaga, tekitab ümmarguse ilutulestiku, samal ajal kui pelletite kahekihiline kiht loob taevas kahekordse rõnga. Kui graanulid segatakse seestpoolt kütusega kokku, jaotatakse värvitriibud keskpunktist laiali nagu pajupuu mustris. Eriti keerukate moodustiste, näiteks südame või tähe jaoks, liimitakse värvainegraanulid soovitud kujuga paberitükile. Kui kütus põleb, süütab see paberi, saates sama mustriga lendavad värvained.
5. Ilutulestik saastab. Hoolimata kõigist ilutulestiku elamustest, on neil siiski varjukülgi. Oleme varem kirjutanud, kuidas pürotehnika võib lindude populatsiooni hämmastada ja isegi tappa. Need võivad ka elusloodusele salakavalamal viisil kahjustada - viies kohalikesse veekogudesse raskmetalle, väävlisüsiühendeid ja perkolaate. Ilutulestikku lastakse sageli järvede ja jõgede kohal ning need põlemisproduktid võivad aja jooksul kahjustada veeökosüsteeme. Õhus leiduvad saasteained võivad mõjutada ka inimesi, eriti astma käes kannatavaid.
