Jacob Hoover
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Eine Wasserflasche im Auto stehen zu lassen, klingt gutartig genug. Aber an einem heißen Sommertag kann der Kunststoff als Linse fungieren und das Licht in einen energiereichen Strahl fokussieren, der intensiv genug ist, um Material wie Autositzpolster zu verbrennen.
Im vergangenen Sommer hat Idaho Power das Video einer Wasserflasche geteilt, in der zwei Löcher in einem Autositz verbrannt wurden. Und für das diesjährige Fußball-Weltmeisterschaftsturnier verkauft das russische Wasserunternehmen Holy Water fußballförmige Wasserflaschen, die als perfekte lichtfokussierende Linsen dienen können. In einem von Fontanka Ru veröffentlichten Video wird die kugelförmige Flasche so gut fokussiert, dass sie eine Schachtel Streichhölzer entzündet und ein Loch in den Laminatboden brennt. [Fotos: Top 10 der größten Explosionen aller Zeiten]
"Die Wasserflasche wirkt wie eine Linse, die das durch das Fenster kommende Licht fokussiert", sagte Odile Madden, Materialwissenschaftlerin am Getty Conservation Institute in Los Angeles .
Licht besteht aus zahlreichen Photonen, die subatomare Teilchen sind, die sich in einer geraden Linie bewegen, sagte Madden. Brillen- und Mikroskoplinsen lenken die Photonen so, dass sie auf einen Punkt konvergieren. "Sie können das verwenden, um etwas besser zu sehen, es scharf zu stellen. Oder Sie können viel Licht auf einen sehr kleinen Punkt fokussieren und all diese Energie konzentrieren, was zum Schmelzen und Brennen führen kann", erklärte Madden.
Madden war vor Jahren Zeuge der erstaunlichen Kraft von laserfokussiertem Licht, als sie mit Lasern experimentierte, um klare Klebstoffe von Kunstwerken und Artefakten zu entfernen. Sie entdeckte, dass die Rillen im Klebstoff den Laser fokussierten und "die Leistung erhöhten". Anschließend brannten oder ätzten sie Löcher in die Glasmikroskop-Objektträger, die sie für das Experiment verwendete. Ihre Ergebnisse veröffentlichte sie 2005 in der Zeitschrift Lasers in the Conservation of Artworks.
Alles stimmte genau
Was Madden an den Beispielen für Wasserflaschen überrascht hat, ist, dass das Licht zuerst durch das Autofenster fällt, aber immer noch genug Wärme übrig ist, um durch die Flasche zu gehen und Verbrennungen zu verursachen. "Es ist vorstellbar, dass dies an einem heißen Tag oder bei heruntergefahrenem Fenster schlimmer ist, weil das Fenster das Licht filtert", sagte sie.
"Dies ist ein gutes Beispiel dafür, wie viel Energie von der Sonne kommt", sagte Michael Doutre, Chemiker am Getty Conservation Institute, der mit Madden in der GCI-Forschungsinitiative für moderne und zeitgenössische Kunst zusammenarbeitet, die unter anderem Kunststoff untersucht . "Wir betrachten dies als eine billige Wasserflasche, aber wir schaffen ungewollt eine optisch fast perfekte Form" für eine Linse, sagte Doutre .
Doutre sagte, dass selbst nachdem das Sonnenlicht durch das Autofenster fällt, es mit etwa 600 Watt pro Quadratmeter Energie auf den Sitz trifft - ungefähr die gleiche Energiemenge von einer kleinen elektrischen Raumheizung -, sich aber auf einen winzigen Punkt konzentriert, der kleiner als a ist Millimeter. Ein paar Sekunden dieses fokussierten Sonnenlichts können das Vinylsitzmaterial leicht auf seine Zersetzungstemperatur erwärmen und dadurch Verbrennungen verursachen, erklärte Doutre.
Beide Wissenschaftler halten es jedoch für unwahrscheinlich, dass die Wasserflasche dazu führen könnte, dass die Sitze tatsächlich Feuer fangen. Das liegt daran, dass Automaterialien, einschließlich Sitze, feuerhemmend und selbstverlöschend sind, sagte Madden. Das Kunststoffmaterial, aus dem viele Autositze bestehen, Polyvinylchlorid oder PVC, verbreitet Flammen nicht gut, sagte sie.
Damit es zu Verbrennungen kommt, muss die Flüssigkeit in der Flasche klar sein, damit genügend Licht hindurchtreten kann. Dies bedeutet, dass Soda- und Safttrinker ihre Flaschen in der Sonne lassen können, wenn sie möchten - es sei denn, das Soda ist klar. Eine transparente Flasche mit einer klaren kohlensäurehaltigen Flüssigkeit wie Sprudelwasser oder Limonade könnte Licht wie eine normale Wasserflasche durchlassen. "Wenn Sie die Blasen auf die Seite bekommen, würde es das Licht ein wenig sammeln, aber im Grunde würde es nichts wirklich ändern", sagte Doutre.
Damit eine Wasserflasche ein Feuer verursacht, muss alles perfekt ausgerichtet sein: eine glatte, kugelförmige, transparente Flasche mit einer klaren Flüssigkeit, die genau an der richtigen Stelle sowohl von der Lichtquelle als auch vom brennbaren Brennpunkt platziert ist. Beide Wissenschaftler vermuten, dass die Wahrscheinlichkeit, dass dies versehentlich passiert, gering ist.
Trotzdem sagte Doutre: "Ich werde keine Wasserflasche mehr auf einen Stapel Papier stellen."
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