UV-Quantifizierung im Labor
Optische Aufheller und Weißmacher
Eine ideal weiße Oberfläche hat ein Reflexionsspektrum, das in allen sichtbaren Wellenlängenbereichen nahe an 100 % liegt. In unserem Alltag gibt es das nicht. Insbesondere im Wellenlängenbereich zwischen 400 nm und 550 nm (blau-grün) absorbieren viele Gebrauchsmaterialien wie Papier, Textilfasern und Kunststoffe, die eigentlich weiß sein sollten, aufgrund Ihrer natürlichen Bestandteile oder der Herstellung, trotz starker Bleichung, immer noch einen nicht geringen Anteil des Lichts. Dies führt bei diesen Materialien zu einem mehr oder weniger ausgeprägten Gelb- oder Braunstich.
Das menschliche Auge sieht den Bereich zwischen 400 nm und 700 nm.
Ultraviolette Strahlen dagegen sind unsichtbar und liegen zwischen 100 nm und 400 nm.
Um dem entgegenzuwirken, verwendet man häufig optische Aufheller oder sogenannte Weißmacher. Diese chemischen Substanzen werden eingesetzt, um weiße Produkte wie Waschmittel, Zahnpasta, Textilien oder Papier, weißer erscheinen zu lassen indem sie die Reflexion im Bereich zwischen 400 und 550 nm durch ihre Fluoreszenz verstärken. Auch für Signalfarben wird dieser Effekt genutzt, um die Farben stärker strahlen zu lassen.
Was geschieht bei Fluoreszenz?
Eine fluoreszierende Substanz hat die Eigenschaft, dass sie Licht aus dem unsichtbaren ultravioletten Bereich des Sonnenlichts oder von Leuchtstoffröhren aufnimmt, einen Teil der Energie absorbiert und den größeren Teil als Licht im sichtbaren Bereich wieder emittiert. Die Emission findet meist im Bereich des blauen oder grünen sichtbaren Lichts statt. Das bedeutet, dass in diesem Bereich eine Reflexion von über 100 % gemessen wird, da zur Reflexion des eingestrahlten Lichts der transformierte Anteil hinzukommt. Hierdurch werden insbesondere Gelbtöne oder „Grauschleier“ des Objekts überdeckt. Üblicherweise liegt die Wellenlänge des emittierten Lichts beim Fluoreszenzeffekt zwischen 400 und 550 nm, also im blauen und grünen Bereich des sichtbaren Spektrums. Es gibt aber auch Substanzen, die im roten Bereich fluoreszieren.
Für die Farbmessung an fluoreszierenden Proben muss das anregende Licht deshalb UV-Anteile aufweisen. Will man den Fluoreszenzanteil bestimmen, benötigt man zwei Messungen: eine Messung mit UV-Anteil und eine ohne UV-Anteil des Messblitzes.
Das HunterLab Agera (siehe oben) kann den UV-Anteil der Lichtquelle zu- oder abschalten und kalibrieren. Misst man bei Zuschaltung des UV-Bereichs Reflexionswerte von über 100 %, so handelt es sich eindeutig um eine fluoreszierende Probe. Vergleicht man dieses Ergebnis mit einer Messung ohne UV-Anteil der Lichtquelle so kann man damit den Fluoreszenzanteil bestimmen.
Praxisbeispiel: Messmethode – Weißen Klebstoff mit dem HunterLab Agera messen
Lesen Sie in unserem aktuellen Magazin HunterLab NEWS wie in einem Laborversuch drei unterschiedliche flüssige Klebstoffproben auf Ihren Fluoreszenzanteil hin untersucht wurden. Außerdem finden sich im Heft weitere spannende Artikel zum Thema Farbmessung von Flüssigkeiten und Feststoffen.
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