Welke stoffen zorgen voor de kleur in een glowstick?

Je buigt de glowstick, het begint te gloeien, en ineens heb je een felgekleurd licht in je hand.

Maar waarom is de ene glowstick groen, de andere oranje en weer een andere diep paars? Het zit niet in de vloeistof zelf, maar in speciale kleurstoffen die je bijna nooit bij naam tegenkomt. Laten we er eens in duiken.

Hoe werkt een glowstick eigenlijk?

Eerst even de basis. Een glowstick bevat twee chemische stoffen die gescheiden worden door een dun glazen buisje binnen in de plastic buis.

Aan de buitenkant zit meestal waterstofperoxide (in een oplossing van dibutylaat of dimethylftalaat), en aan de binnenkant zit een mengsel van een oxalaatester en een fluorescerende stof — de zogenaamde dye. Als je de glowstick buigt, breekt het glaasje, de twee componenten mengen, en begint een chemische reactie.

Die reactie geeft energie vrij, en die energie wordt overgedragen aan de fluorescerende stof. Die stof zendt dan licht uit. Dit heet chemoluminescentie: licht door chemie, zonder warmte. Maar hier komt het punt: de kleur van het licht wordt volledig bepaald door die fluorescerende stof.

Zonder dye geef je glowstick gewoon een saaie, kleurloze gloed. Met de juiste dye krijg je elke kleur van het spectrum.

De belangrijke kleurstoffen in glowsticks

Er worden wereldwijd een handvol fluorescerende stoffen gebruikt in commerciële glowsticks. Ze behoren meestal tot de familie van de polycyclische aromatische verbindingen of specifieke fluorescerende dyes.

9,10-Difenylantraceen — het blauwe licht

Hier zijn de meest voorkomende: Dit is één van de oudste en meest gebruikte stoffen in glowsticks.

9,10-Difenylantraceen (soms afgekort als DPA) geeft een helder blauw licht. De piekemissie ligt rond de 425 nanometer, wat in het blauwe deel van het spectrum valt. Het is relatief goedkoop te produceren en geeft een sterke uitvoer, waarom het in veel standaard glowsticks terechtkomt. Wil je een groene glowstick?

9,10-Bis(fenylethynyl)antraceen — groen tot geel

Dan zit hier waarschijnlijk 9,10-bis(fenylethynyl)antraceen (BPEA) in. Deze stof emitteert licht rond de 486 nanometer, wat resulteerd in een fel groen-geel licht.

BPEA is eigenlijk een van de meest efficiënte dyes die in glowsticks wordt gebruikt. Het is ook de reden waarom militairen en duikers vaak groene glowsticks gebruiken: het licht is goed zienbaar op afstand, maar minder snel vermoeiend voor de ogen dan wit of blauw. Rubreen (formeel: 5,6,11,12-tetraphenyltetraceen) geeft een oranje-rood tot dieprode kleur.

Rubreen — diep rood

De emissie ligt rond de 550 nanometer. Rubreen is dezelfde stof die vroeger werd gebruikt in OLED-schermen, dus je kent het misschien zonder het te weten.

In glowsticks wordt het minder vaak gebruikt dan BPEA of DPA, juist omdat rode glowsticks minder fel lijken — het menselijk oog is minder gevoelig voor rood licht in situaties met weinig omgevingslicht.

Fluoresceïne en Rhodamine B — oranje en roze

Voor oranje glowsticks wordt vaak een afgeleide van fluoresceïne gebruikt. Rhodamine B, een bekende roze fluorescerende stof, kan oranje tot roze licht geven afhankelijk van de concentratie en het oplosmiddel. Rhodamine B heeft een emissiepiek rond de 580 nanometer.

Deze stof is overigens ook verantwoordelijk voor die iconische roze kleur in sommige industriële toepassingen en zelfs in forensisch onderzoek (om bloedsporen zichtbaar te maken onder UV-licht). Paarse en violette glowsticks zijn lastiger te maken.

Damino-verbindingen — violet en paars

Hier worden vaak specifiele naftaleen- of antracenderivaten gebruikt, zoals 2,3-dichloor-5,6-dicyano-1,4-benzochinon in combinatie met bepaalde diaminoantrachinonen.

De emissie kan dan richting de 400–430 nanometer schuiven, wat een violette tint geeft. Paarse glowsticks zijn over het algemeen het minst fel, omdat het menselijk ook het minst gevoelig is voor dat deel van het spectrum.

Waarom ziet elke kleur er anders fel uit?

Hier zit een belangrijk detail. Niet alle kleurstoffen zijn even efficiënt in het omzetten van chemische energie naar zichtbaar licht.

BPEA (groen) is bijvoorbeeld aanzienlijk efficiënter dan rubreen (rood). Daarnaast speelt ons oog een rol: het menselijk oog is het meest gevoelig voor licht rond de 555 nanometer (groen-geel), waardoor een groene glowstick altijd feller lijkt dan een rode of paarse, zelfs als de chemische energie gelijk is.

Daarom zie je op festivals en bij noodsituaties vooral groene en gele glowsticks. Ze zijn simpelweg het meest effectief.

Zelf een glowstick maken? Let op.

Je vindt online allerlei tutorials over het zelf maken van glowsticks. De meeste daarvan zijn — laten we het eerlijk zeggen — niet echt bruikbaar.

Om een werkende glowstick te maken heb je zuivere chemicaliën nodig, waaronder waterstofperoxide in hoge concentratie, oxalaatesters en de juiste fluorescerende stof.

Dat zijn geen spullen die je zomaar in de supermarkt krijgt. Bovendien zijn sommige van deze stoffen schadelijk bij huidcontact of inademing. Als je het leuk vindt om te experimenteren met chemoluminescentie, zijn er educatieve kits te krijgen via wetenschappelijke leveranciers zoals of de Nederlandse vereniging voor scheikunde. Die kits zijn veilig ontworpen en geven je een echt beeld van hoe de reactie werkt — zonder dat je met gevaarlijke concentraties hoeft te werken.

Samengevat: de kleur zit in de dye

De kleur van een glowstick wordt dus volledig bepaald door de fluorescerende stof die erin zit. Geen toeval, geen magie — puur chemie.

Van blauw (difenylantraceen) tot groen (BPEA), van oranje (fluoresceïne-derivaten) tot diep rood (rubreen) en paars (diaminoantrachinonen): elke kleur heeft zijn eigen molecuul.

En als je de volke keer een glowstick knijpt op een feestje, weet je nu precies wat er chemisch gebeurt om dat mooie licht te maken.