Después de mucho luchar ya dimos con el arreglo de esta incógnita que tantos lectores de nuestra web presentan. Si tienes algún detalle que aportar puedes aportar tu conocimiento.
Solución:
El término “objetos sólidos” es una definición bastante vaga. Intentaré dividirlo en categorías y trataré de responder individualmente. Pero desde el principio puedo decir que el cambio de color observado en los materiales es principalmente el resultado de cambios químicos inducidos por la luz ultravioleta del sol. Por cambios químicos me refiero a tres mecanismos principales; ruptura de enlaces químicos, formación de radicales o de luz como catalizador de determinadas reacciones. El campo general que puede responder a todas las preguntas de este tipo se llama fotoquímica.
Rieles: La luz del sol por sí sola no puede ser demasiado para los metales puros. Por supuesto, si el metal está pintado (como la mayoría de los metales que vemos en nuestra vida diaria) los pigmentos de la pintura pueden degradarse (cambiar su estructura química) por la luz solar, lo que puede provocar un cambio de color.
Humanos: (asumiendo que los humanos son “objetos sólidos”) La mayoría de los humanos cambian de color a la luz del sol como mecanismo de protección del cuerpo. La luz ultravioleta no es buena para la piel (quema la piel) y, por lo tanto, la piel humana expuesta al sol produce pigmentos para absorber la luz y proteger la piel de las quemaduras. Los pigmentos producidos dan como resultado un cambio de color.
Plástica: Los plásticos son uno de los materiales más afectados por la luz solar. Es posible que no solo cambien de color, sino que también pierdan algunas otras propiedades de los materiales, como la elasticidad, debido a la rotura de los enlaces químicos de los polímeros a través de la luz ultravioleta. El efecto de la luz solar sobre los plásticos puede ser tan drástico que incluso puede causar problemas de salud. La mayoría de las bebidas que se guardan en botellas de plástico tienen una etiqueta que dice “evite la luz solar directa” porque las reacciones químicas inducidas por la luz ultravioleta pueden hacer que algunos componentes tóxicos (o productos de reacción fotoquímica) se liberen en el líquido.
Papel: El papel está hecho de madera que se compone principalmente de celulosa. La celulosa es incolora en principio pero debido a su opacidad parece blanca. Aparentemente, la celulosa en el papel puede degradarse a través de diferentes reacciones químicas (oxidación e interacciones con ácidos en el papel) y cambiar de color. Pero también se encuentra que la celulosa absorbe la luz ultravioleta y por lo tanto se degrada. Sin embargo, los cambios en la estructura química de la celulosa son solo una de las razones del cambio de color en el papel. Los diferentes tipos de papeles contienen diferentes impurezas (resultado de un menor esfuerzo de purificación), siendo una de las más comunes el lingin, otro componente de la madera. El lingin le da el color pardusco al papel de periódico y es más propenso a degradarse en comparación con la celulosa, por lo que el papel marrón cambia de color más rápido en comparación con el papel blanco.
Una nota al margen sobre la tela: Dado que la celulosa es también el componente principal del algodón, que se utiliza mucho en la producción textil, también se puede esperar que la ropa de algodón se vea afectada por la luz solar.
EDITACIONES: Después de ver que la comunidad aprecia mi respuesta, he decidido hacer una pequeña investigación sobre el motivo del cambio de color en el papel y agregar mis hallazgos a mi respuesta.
Descubrí que hay al menos un científico que dedicó una gran cantidad de su tiempo a comprender el cambio de color en el papel. Esta es una de sus principales publicaciones.
También descubrí que hay una respuesta en Chemistry Stackexchange a una pregunta similar.
Concepto de Fotodegradación que es básicamente una oxidación e hidrólisis debido a la combinación de luz y aire. Nuevamente, “Objeto vendido” es una descripción vaga, ya que los rayos infrarrojos y el calor también podrían ser responsables.
Es causada por la fotoquímica.
La mayoría de los “objetos sólidos” contienen algunos tintes o pigmentos que los colorean o sus componentes centrales consisten en sustancias que están coloreadas. Por definición, las cosas de colores absorben la luz. Esta es la causa principal de la fotodegradación que produce cambios de color cuando las cosas se exponen a la luz.
La causa del color es la interacción entre los fotones de la luz solar y los electrones del compuesto coloreado. Algunos electrones viven en orbitales moleculares y pueden ser impulsados a orbitales de mayor energía si el fotón de energía correcto interactúa con ellos. Esto crea color si la energía absorbida es desigual en todo el espectro de luz. Si la absorción es fuerte en todo el espectro visible, el material será gris o negro.
Lo que importa para la degradación de la foto es lo que sucede. después absorción de los fotones. Los electrones en los niveles de energía más altos no permanecerán allí. Se descompondrán de nuevo al estado de energía más baja a través de una variedad de procesos. A veces, esa desintegración es simple y los electrones vuelven al estado fundamental original y no afectan nada más en la sustancia. Pero, en muchas sustancias, hay rutas de baja probabilidad para disipar la energía extra que resulta en algunas sustancias químicas. cambio en la sustancia coloreada. Para la mayoría de los tintes y pigmentos, la probabilidad de tales transiciones es muy baja, de lo contrario serían productos químicos fotográficos, no tintes o pigmentos. Pero la probabilidad de vías inductoras de cambios químicos rara vez es cero. Esta es la causa principal de la degradación de la foto y los cambios de color cuando las cosas se exponen a la luz solar. Cuando hay un cambio químico, el nuevo químico rara vez tendrá el mismo color que el químico original y la exposición prolongada a la luz solar genera muchas oportunidades para que ocurran vías de baja probabilidad.
Un factor de exacerbación con la luz solar se produce porque la luz solar contiene mucha luz ultravioleta (donde los fotones tienen más energía que los fotones de luz visible). La mayoría de los productos químicos que se absorben en lo visible también tendrán una absorción de rayos ultravioleta significativa. Esto crea electrones en estados de energía aún más altos. Estos pueden tener más formas de descomposición que resultan en cambios químicos significativos en la sustancia. Pero el mecanismo es el mismo. La energía se absorbe conduciendo a los electrones a estados de mayor energía y su desintegración puede ocurrir de manera que provoque cambios químicos en la sustancia. Incluso cuando esas rutas que causan cambios químicos tienen una probabilidad muy baja, el gran flujo de fotones en la luz solar puede generar una cantidad significativa de cambios químicos que provocan cambios de color en la sustancia.
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