Sztuczne ognie bez tajemnic. 8 ciekawostek o fajerwerkach

#1. Po raz pierwszy sztucznych ogni używano właśnie do odstraszania. Tyle że ludzi

Już na dwieście lat przed Chrystusem Chińczycy mieli zwyczaj pisania na bambusowych łodygach, które następnie układali na rozgrzanych węglach, by je wysuszyć. Zauważyli też, że jeśli łodygi zbyt długo przytrzyma się w żarze, rozszerzają się, aż wreszcie wybuchają, robiąc przy tym niemało huku. Szybko też okazało się, że wybuchowe efekty można wykorzystać do celów obronnych. W tym wypadku – do odstraszania „ludzi gór”, którzy na tle żyjących gdzie indziej Chińczyków wyróżniali się ponadprzeciętnymi rozmiarami. Hałas miał odstraszać nie tylko chińskich górali, ale też złe duchy.

#2. To sztuczne ognie doprowadziły do wynalezienia broni pirotechnicznej, nie na odwrót

Poszukiwania eliksiru nieśmiertelności doprowadziły – na całym świecie zresztą – do całego mnóstwa odkryć i wynalazków, wśród których zabrakło chyba tylko jednego. Eliksiru nieśmiertelności. Pomiędzy VII a IX wiekiem chińscy alchemicy połączyli azotan potasu z siarką i węglem, dając podstawę otrzymaniu prochu. Swoją mieszanką Chińczycy wypełniali bambusowe łodygi, tworząc coś na kształt zimnych ogni. To zaś, co z początku wykorzystywane było podczas świąt i obrzędów, szybko znalazło zastosowanie w wojskowości. Te specyficzne sztuczne ognie przytraczano na przykład do strzał, które posyłano następnie nad przeciwnika, rozpętując chaos.

#3. Fajerwerki to nic innego jak najprostsza chemiczna reakcja

Żeby sztuczne ognie mogły zadziałać zgodnie z oczekiwaniami – zapewniając wrażenia dźwiękowe i wizualne – potrzebne są trzy elementy, a mianowicie utleniacz, paliwo oraz „barwnik”. Utleniacz przerywa wiązania chemiczne w cząsteczkach paliwa, co doprowadza do uwolnienia dużej energii – i efektownego wybuchu. Jak zapoczątkować reakcję? Najprostszym zapalnikiem. Zasadę działania pierwszych chińskich fajerwerków odkrył dla reszty świata Brytyjczyk Roger Bacon na początku XIII wieku, jednak… swoje spostrzeżenia spisał w zaszyfrowanej postaci. Nie chciał, aby przepis na materiały wybuchowe dostał się w niepowołane ręce.

#4. Za różne kolory sztucznych ogni odpowiada dodatek różnorakich metali

W przypadku fajerwerków „barwnikiem” są metale – pierwiastki, które spalają się, wyzwalając fale świetlne o różnej długości. Aby uzyskać kolor czerwony, wykorzystuje się stront oraz lit, niebieski – miedź, srebrny lub biały – tytan i magnez, pomarańczowy – wapń. Wreszcie do uzyskania żółtego koloru potrzebny jest dodatek sodu, a zielonego – dodatek baru. Oczywiście poszczególne pierwiastki można mieszać ze sobą, tworząc najróżniejsze efekty kolorystyczne. Dodanie chloru do miedzi pozwala uzyskać turkus, do baru – jaskrawą, neonową zieleń. Spośród wszystkich barw kolor niebieski uchodzi za ten najtrudniejszy do uzyskania – przynajmniej w wypadku sztucznych ogni.

#5. Kształty oraz kolory fajerwerków to natomiast zasługa włoskich wynalazców

Chińczycy – dzisiaj największy producent sztucznych ogni na świecie – słusznie przypisują sobie autorstwo wynalazku, niemniej jednak to Włosi znacząco przyczynili się do jego rozwoju, opracowując „łuskę”, w której na odpowiednią wysokość wynoszone są składowe fajerwerków. W większości przypadków owa łuska ma kształt stożka, a kiedy osiągnie docelową wysokość, jej powłoka wybucha. W konsekwencji zapłonowi ulegają też wyrzucane na dużą odległość substancje z kolorowymi dodatkami – od budowy łuski oraz dodatków chemicznych do „paliwa” zależą kształty oraz kolory sztucznych ogni. Barwienie fajerwerków dodanymi metalami to również włoski pomysł.

#6. Dzięki odpowiednio ułożonym warstwom wewnątrz sztucznych ogni można też kontrolować efekty dźwiękowe

Czy fajerwerki to tylko jedno solidne huknięcie i na tym koniec efektów dźwiękowych? Oczywiście nie. W jaki sposób uzyskuje się inne odgłosy? Odpowiednio układając warstwy, chociażby soli czy salicylanu sodu. Właściwy dobór składników sprawia, że poszczególne elementy spalają się jeden po drugim, nie zaś jednocześnie. Dodatek płatków żelaza czy aluminium pozwala uzyskać charakterystyczny „syk”, proszek tytanowy może natomiast zagwarantować naprawdę solidny łomot. Jeśli komuś wydawało się, że komponowanie perfum bywa skomplikowane, może właśnie przekonać się, że ze sztucznymi ogniami bywa wcale nie łatwiej.

#7. Fajerwerki nie sprzyjają ani środowisku, ani człowiekowi…

Można by sądzić, że w sylwestrowych pokazach sztucznych ogni nie ma nic złego. To tylko kilkanaście minut efektownej zabawy, po której przed pierwszą w nocy nie ma już śladu. Jak bardzo „nie ma śladu”, wie każdy, kto 1 stycznia wybierze się na spacer po okolicy. Ale nie tylko zalegające wszędzie śmieci stanowią problem. Równie poważny stanowią duże ilości szkodliwych substancji chemicznych wydzielanych do atmosfery. Metale ciężkie, dioksyny, nadchlorany – to tylko początek długiej listy atrakcji, jakie fundujemy środowisku. Które to atrakcje środowisko następnie nam zwraca. Azotan baru wiązany jest z chorobami płuc, nadchloran potasu – z problemami z tarczycą oraz wadami wrodzonymi u noworodków.

#8. … ale jest szansa na to, że wkrótce się to zmieni dzięki bardziej przyjaznym technologiom

Szkody, jakie przynosi środowisku kilkanaście minut sylwestrowego szaleństwa na niemal całym świecie, są nieproporcjonalnie duże, dlatego naukowcy pracują nad bardziej przyjaznymi naturze alternatywami. Ich podstawowym zastosowaniem mają być przede wszystkim race świetlne wykorzystywane przez wojska, ale wiele wskazuje na to, że zaraz potem zawitają także w „prywatne ręce”. O ile tylko cena na to pozwoli, bo to właśnie koszty aktualnie stanowią największą przeszkodę. Niemniej jednak okazało się już, że najbardziej szkodliwe substancje można zastąpić alternatywnymi (np. pochodne chloru pochodnymi jodu) – efekt jest równie spektakularny, a koszty środowiskowe zdecydowanie mniejsze.