Tomtbloss kan vara mycket roligt – glittrande, fräsande och spottar ut ljusbågar från handhållna pinnar eller rör på marken. Men metallerna som de vanligtvis tillverkas med begränsar hur gnistorna kan se ut. Nu, forskare inom ACS Omega rapporterar att sällsynta jordartsmetaller i legeringspulver kan ge blixtar som skiftar från gyllene till gröna och kontinuerligt förgrenar sig.

Runt om i världen tas tomtebloss ut för helgdagar och speciella evenemang, vilket ger festliga ljuspopp. Medan deras lågor kan sträcka sig över regnbågens färger, har blossarna som skjuter ut begränsats till mörkrött, guld eller starkt vitt ljus.

Nyligen fann Eike Hübner och kollegor att förbränning av pulveriserat erbium (Er), en sällsynt jordartsmetall, producerar en ny färgskiftande gnista, som skiftar från guldvit till ljusgrön. Den gröna fasen inträffade dock för bara ett slag i tiden och märktes inte riktigt.

En annan underhållande aspekt av tomteblossfontäner är deras förgrenade gnistor som brister sönder upprepade gånger till flera, mindre partiklar som blinkar. Kommersiella tomtebloss innehåller vanligtvis järn-kolpulver för denna effekt, men metall-metallegeringar kan också göra detta. Så Hübner och teamet ville testa om sällsynta jordartsmetall-metalllegeringar kunde användas för att skapa helt nya typer av färgskiftande eller förgrenade gnistor.

Forskarna pressade enmetallpulver och metall-metallegeringspulver, innehållande alkali, övergångsmetaller och sällsynta jordartsmetaller, en i taget till en låga. Sällsynta jordartslegeringar gav mer färgglada gnistor än enmetallpulvret. Till exempel producerade ytterbium intensiva gröna explosiva blixtar. Men när legeringen ytterbium-koppar (Yb-Cu) brändes ut släppte den kontinuerligt en skur av långa gnistor som växlade från gyllene till djupgröna.

Sedan kombinerade forskarna sällsynta jordartsmetalllegeringar med ett ammoniumperklorat och nitrocellulosabaserat drivmedel för att skapa rökfria fontäner. En pulveriserad version av neodymmagneter skapade den mest attraktiva fontänen med kontinuerligt förgrenade gnistor, där varje första "föräldergnista" sköt av många fler gnistor på bara en bråkdel av en sekund. Dessa tester gav två lovande tomteblossmaterial, även om forskarna varnar för att recepten måste genomgå ytterligare säkerhetstester innan de kan användas i kommersiella produkter. + Utforska vidare

Färgskiftande gnistor