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各位,十分不好意思,我破解了青空燈的關鍵材質

作者:iN在

最近這幾天沒有更新主要是在等材料,并且為此推遲了裝修的程序。

為這幾天的時間付出,iN感覺還是值得的,不好意思,經過幾天的努力,青空燈的面闆制作上的幾個疑點被打開了。是以——《決定給自己挖個大坑,要自己做“青空燈”了》這件事又有了進一步的推進。

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先說說天空為什麼是藍色的,這件事主要是源于在地球大氣中漂浮着很多細小的微粒,造成散射現象。

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這種散射叫做瑞利散射,說的是當光線通過遠小于光波長微小的顆粒的時候出現的一種散射現象。

我們地球上的可見光是由360納米~830納米的藍-紅光組合而成。根據瑞利散射定律散射光的強度和入射波長射光波長λ的四次方成反比:

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于是,我們看到的天空就呈現出藍色(藍光波長短)。現在的青空燈其實也是采用了這種原理來制作那塊天藍色的面闆的,這樣既可以保證燈具射出的光是白色,而且又能讓燈具的面闆呈現出天空的天藍色。

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iN的客廳燈具設計項目,除了需要做平行光(前面的設計已經做好)之外,還需要制作這麼一塊投射過白光而發出藍光的面闆。也就是說在一個小薄闆内要實作出5000-10000米厚的的大氣散射陽光的效果。

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關鍵的因素在由于在裝修現場做這個試驗,就比較“民科”了,iN其實也沒帶什麼實驗器材,小瓶小罐子搞起來。

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藍光的光波主要會落在500納米附近,是以如果要想做出瑞利散射的藍光效果,就需要在面闆中添加5-30納米的顆粒對光線進行散射。這裡就用到了親油的二氧化钛納米粉末。

可以說現在是最好的年代,大家可以合理地購買到自己需要的任何東西。在購買納米二氧化钛的時候還是遇到一點小的波折。本身二氧化钛納米顆粒是可以在水中完全分散的,但在有機膠内就需要利用甲苯+钛酸酯做活化了,這樣可以去掉二氧化钛的靜電集簇現象。讓納米粉末真正地發揮出真實的作用。但是“甲苯”這個東西屬于易制毒化學品和危險化學品,個人購買是不可以的,iN雖然有辦法來辦理一個易制毒化學品購買許可,但後繼的時候太過于繁瑣。一度打消這個想法。還好,找到了本身親油性的納米二氧化钛。

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瓶子簡陋,就當看故事吧,别太過于執着于實驗室的規則。

回到瑞利散射的本身:

凡是膠體,膠體顆粒達到一定的小尺度就可以形成瑞利散射。為了政策一個合适的數值,iN就用夾縫試驗來做一個簡單的計算。

方法也很簡單且簡陋,利用夾縫(兩個紙盒)和一杯清水來做這個測算。

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當底部有光源的時候測算水中的散射門檻值。

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在水中形成膠體的材料就是牛奶。當牛奶被滴入水中之後,不溶于水的蛋白質和脂肪顆粒可以在牛奶中形成懸浮物。

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不斷地增加并搖勻牛奶和水的混合物就可以看到瑞利散射現象——發藍色。

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這時候調節夾縫大小,就可以近似地計算出要達到大氣散射的藍色光,我們需要多少的面闆厚度,以及相應的顆粒濃度。

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當然了,這是牛奶+水這玩意如果弄個盤子放在房頂就在危險之餘還會變質發臭。

其實真正用的東西是硬質水晶膠+二氧化钛粉末,透明的硬質水晶膠相當于水,二氧化钛粉末則相當于水中的牛奶。

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也是用了幾乎等同于牛奶蛋白質的配比方法和水晶膠A劑進行混合,按照之前的實驗結果滴入的牛奶量比例再稀釋入水晶膠A劑中。

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就得到了這樣一團懸濁液。

靜置沉澱之後,上層次的A劑量已經相對好的混合了。而且可以在光照下有一部分呈現出天空的藍色。

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當然了現在這個混合物還沒有讓二氧化钛均勻分布。沒問題——攪拌。攪拌之後進行硬化。

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做成幾個厚度不同的杯子底。也是為了用來驗證不同厚度的水晶膠膠體對光線的散射效果。

最終——

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已經在杯子底部邊緣已經可以看到顯著的藍色。當然了,由于目前的光源是點光源,并不是平行光,是以這個杯底還存在更強的米氏散射,也就是我看晴天的太陽周圍白顔色的效果。

等到平行光的裝置做好後,咱們的後續試驗也就可以繼續了,但無論如何,藍色可以驗證的是通過向水晶膠内加入納米二氧化钛的方式,我們還是有希望複刻出自己的青空燈的。

後續工作繼續,等完全ok後所有的制作方法和前期的圖紙都會給大家開源。

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