Leuchtstoffe

Leuchtstoffe,

 

synthetisch hergestellte Stoffe, die nach Energieabsorption zur Lumineszenz (Fluoreszenz, Phosphoreszenz) befähigt sind. Reinstoffleuchtstoffe sind z. B. Calcium- und Magnesiumwolframat. Die wichtigsten anorganischen Leuchtstoffe sind kristalline Stoffe, bei denen die Leuchtfähigkeit durch Einbau von Fremdkationen (Aktivatoren) in das Kristallgitter erreicht wird. Zum Ladungsausgleich können dabei zusätzlich Koaktivatoren erforderlich sein. Das Aktivatorkation bildet zusammen mit seinen benachbarten Anionen das Leuchtzentrum. Die spektrale Lage des Lumineszenzlichtes wird durch die Gittergeometrie und die Ladungsverhältnisse bestimmt. Zur Innenbeschichtung von Leuchtstofflampen wird z. B. Calciumhalogenphosphat, Ca₅(PO₄)₃(F, Cl):Sb³⁺, Mn²⁺ (»Halophosphat«), verwendet (das chemische Symbol des Aktivators wird nach einem Doppelpunkt an die Formel des Grundmaterials angehängt); der Leuchtstoff hat hier die Aufgabe, ultraviolette in sichtbare Strahlung umzuwandeln. Leuchtstoffe für Fernsehbildröhren müssen eine sehr kurze Abklingzeit haben; sie bestehen je nach gewünschter Farbempfindlichkeit aus mit Silberionen aktiviertem Zinksulfid (blauempfindlich), aus mit Europiumionen aktiviertem Yttriumoxid (rotempfindlich) u. a. Die Anregung erfolgt mit Elektronenstrahlen. Zinksulfid, das Kupfer als Aktivator und Chlorid als Koaktivator enthält, lässt sich im elektrischen Feld zu blauer oder grüner Elektrolumineszenz anregen. Es wird u. a. für selbstleuchtende Schilder verwendet. Kupferaktivierte Zink-, Calcium-, Bariumsulfide sind auch die Basis für Leuchtfarben. Organ. Leuchtstoffe enthalten in ihren Molekülen konjugierte Mehrfachbindungen, wobei Stilbenverbindungen und Systeme mit drei kondensierten Ringen (z. B. Acridin, Fluorescein) besondere Bedeutung haben. Zu den Leuchtstoffen zählen auch die optischen Aufheller und die Fluoreszenzfarbstoffe. Optische Aufheller absorbieren ultraviolettes und emittieren sichtbares (blaues) Licht. Fluoreszenzfarbstoffe absorbieren und emittieren im sichtbaren Bereich. Durch die Verschiebung zu größeren Wellenlängen entsteht häufig ein sehr greller Farbeindruck. Die in ihrer Wellenlänge veränderte Fluoreszenzstrahlung kann durch geeignete Detektoren nachgewiesen und z. B. zum automatischen Abstempeln von Briefmarken genutzt werden.

 

Geschichte:

 

Bereits 1603 stellte der Schuhmacher und Alchimist Vincentinus Casciorolus in Bologna durch Reduktion von Schwerspat mit Kohle zu Bariumsulfid einen »Leuchtstein« her. 1866 wurde von dem französischen Chemiker T. Sidot ein nachleuchtendes Zinksulfid (Sidot-Blende), 1877 von dem französischen Chemiker W. H. Balmain ein nachleuchtendes Calciumsulfid (Balmain-Leuchtfarbe) gefunden.