Tìm hiểu chất liệu dạ quang của đồng hồ – loại dạ quang nào cho đồng hồ là mạnh nhất.

Chất Liệu Dạ Quang Của Đồng Hồ

Những chiếc đồng hồ điện tử sẽ có chức năng bật sáng đèn LED giúp ta dễ cập nhật giờ trong bóng tối. Thế còn những chiếc đồng hồ thủ công không hoạt động bằng điện tử như đồng hồ cơ thì xem giờ trong bóng tối bằng cách nào? Câu trả lời chính là chất liệu dạ quang của đồng hồ.

Dạ quang được mệnh danh là “người hùng bóng đêm” đối với những dòng đồng hồ chức năng mà khả năng xem giờ trong tối được coi là cực kỳ quan trọng như đồng hồ quân đội, đồng hồ phi công, đồng hồ thợ lặn,…

Chất Liệu Dạ Quang Của Đồng Hồ

Dạ quang là loại chất liệu được phát minh từ rất lâu đời và là chất liệu tốt nhất để gia công cho những chiếc đồng hồ ngày nay.

Dạ quang không những rất cần thiết đối với đồng hồ mà còn là một chất liệu làm tăng thêm vẻ đẹp thu hút cho đồng hồ gấp nhiều lần những chiếc đồng hồ điện tử. Có mấy ai mà không ngẩn ngơ, chìm đắm vào vẻ đẹp lấp lánh huyền diệu của dạ quang trên mặt số đồng hồ mỗi khi xem giờ trong tối.

Chất Liệu Dạ Quang Của Đồng Hồ

Chất liệu dạ quang của đồng hồ là gì?

Dạ quang là một hợp chất hoá học có khả năng phát sáng không hề toả nhiệt trong bóng tối (nhờ hấp thụ năng lượng ánh sáng hoặc do các phản ứng hoá học) và giảm sáng dần theo thời gian cho đến khi được sạc một lần nữa.

Chất Liệu Dạ Quang Của Đồng Hồ

Điểm khác nhau giữa dạ quanghuỳnh quang (thường xuất hiện ở các bóng đèn nhà) là dạ quang là loại ánh sáng “lạnh”, còn huỳnh quang là loại ánh sáng “nóng”, tạo sự phát quang khi phân tử hấp thụ năng lượng dạng nhiệt (phonon) hoặc dạng quang (photon).

Trong thiên nhiên, hiện tượng phát quang sinh học xuất hiện ở dưới bụng của những con đom đóm cũng được gọi là một loại dạ quang tự nhiên.

Nếu nhìn kĩ những con đom đóm trưởng thành, bạn có thể thấy 2 hoặc 3 đốt bụng cuối của chúng là cơ quan sản sinh ánh sáng – một cơ quan sinh hoá hiệu quả trong việc tạo ra ánh sáng mà không tỏa ra nhiệt lượng.

Chất Liệu Dạ Quang Của Đồng Hồ

Bạn chắc vài lần đã lỡ chạm vào hoặc cảm nhận lướt qua bóng đèn được bật vài phút – nó rất nóng, phải không. Nếu cơ quan tạo ra ánh sáng của đom đóm phát ra sức nóng tương đương thì chỉ trong vài phút chúng có thể bị đốt cháy.

Chất Liệu Dạ Quang Của Đồng Hồ

Dưới ánh sáng, dạ quang đồng hồ là một dải màu (thường sẽ có màu trắng), phủ trên các kim, vòng số giờ, viền bezel vòng ngoài hay cả toàn bộ mặt số đồng hồ và sẽ phát sáng trong tối theo nhiều kiểu màu sắc tùy theo bí quyết riêng của thương hiệu.

Chất Liệu Dạ Quang Của Đồng Hồ

Một chiếc đồng hồ chính hãng cao cấp có dạ quang sẽ sáng rất lâu và không cần phải mất công bấm nút để bật đèn nền. Ngày nay, hầu hết đồng hồ đều có dạ quang, đặc biệt là đồng hồ thể thao, đồng hồ lặn. Thậm chí dạ quang đồng hồ còn được xem là biểu tượng của công nghệ tân tiến được các thương hiệu to lớn so kè xem ai sáng mạnh hơn, đẹp hơn, sáng lâu hơn ai.

Lịch sử các chất liệu phát quang cho đồng hồ – có bao nhiêu loại chất phát quang cho đồng hồ.

Chất liệu phát quang sử dụng cho đồng hồ sớm nhất được ghi nhận là chất liệu phát quang phóng xạ radium hay được gọi là radioluminescence, được phát hiện bởi Marie Curie lần đầu tiên vào năm 1898.

Chất liệu radioluminescence là hỗn hợp giữa radium và kẽm sunfua, được tráng lên kim và số ở mặt đồng hồ, có thể phát quang rất sáng và liện tục trong 50 năm liền rồi tắt.

Marie Curie nhận thấy rằng sự phát quang của radioluminescence không phải đến từ chất liệu radium mà là do sự ion hoá chất liệu kim loại từ sự phóng xạ của radium sẽ tạo ra ánh sáng. Cho đến khi ion hoá hết thành phần kim loại thì ánh sáng cũng tắt hẳn.

Chất Liệu Dạ Quang Của Đồng Hồ

Nhưng chắc hẳn bạn cũng biết, radium là một chất phóng xạ cực kỳ độc hại đối với sức khoẻ con người, chúng là một trong những nguyên nhân có thể gây ra căn bệnh nan y của thế kỷ 20, 21, căn bệnh ung thư.

Lượng radium có thể dễ dàng thoát ra các ngóc ngách đồng hồxâm nhập vào không khí, vào da người đeo.

Vì thế, nếu bạn có sở hữu một chiếc đồng hồ phát quang trước những năm 1960, bạn sẽ thấy chúng không còn phát quang nữa do thành phần kẽm sunfua đã được ion hoá hết. Nhưng thành phần radium cũng có thể vẫn còn trong chiếc đồng hồ cổ ấy, vì thế khi sở hữu một chiếc đồng hồ phát quang cổ xưa, bạn cần phải cực kỳ cẩn thận với chúng.

Chất Liệu Dạ Quang Của Đồng Hồ
Một chiếc đồng hồ Ingersoll Radiolite sử dụng chất phát quang radioluminescence cổ. Chúng không còn có khả năng phát quang nữa nhưng lượng phóng xạ radium vẫn còn trong chiếc đồng hồ

Từ năm 1910, một số công ty đồng hồ đã sử dụng chất liệu radioluminescence cho đồng hồ bật chức năng phát quang nổi trội của chúng mà không nhận thức được tác hại khôn lường của chất liệu này.

Và người chịu tác hại trực tiếp của chất liệu này chính là những nữ nhân công làm công việc gia công, sơn chất phát quang cho mặt số đồng hồ.

Những nữ nhân công này phải nhấp lưỡi lên những cây cọ vẽ nhiều lần để giữ nếp cho cọ trước khi sơn phết chất liệu radioluminescence lên chữ số cho chính xác và đều màu.

Chất Liệu Dạ Quang Của Đồng Hồ

Rất nhiều những nữ nhân công đã bị mắc bệnh và đã mất khi làm việc với chất liệu radioluminescence.

Nhưng cho tới những năm thập niên 50’, tác hại của radioluminescence mới được pháp luật nhận thức rõ ràng và đưa ra điều luật cấm sử dụng radioluminescence vĩnh viễn trên đồng hồ.

Từ đó các nhà sản xuất đồng hồ cần phải sáng tạo ra một loại chất liệu khác để thay thế chất liệu vô cùng độc hại trên.

Những chất liệu phát quang phổ biến cho đến hiện nay.

Hiện nay, dạ quang đồng hồ được sử dụng chủ yếu có hai loại: Lân quangTritium.

1. Tritium

Từ năm 1968 cho tới 1978, chất liệu tritium được sáng chế để thay thế cho radioluminescence để sử dụng cho những chiếc đồng hồ phục vụ cho quân đội và được những người trong quân ngũ rất ưa thích sử dụng.

Tritium là hợp chất phóng xạ đồng vị của nguyên tử hidro. So với radium thì chúng lành tính hơn, nhưng không có nghĩa là chúng sẽ không gây hại cho con người vì cơ bản chúng cũng là một dạng chất phóng xạ, và các nhà khoa học vẫn đang nghiên cứu và theo dõi sát sao chất này.

Tuổi thọ trung bình của Tritium rơi vào khoảng 12,3 năm, có một số dòng đồng hồ có kỹ thuật có thể kéo dài tuổi thọ Tritium lên đến 25 năm, chúng phát quang liên tụckhông cần sạc và có thể được tạo ra với nhiều màu sắc khác nhau.

Cách hoạt động của Tritium trong đồng hồ khá giống với cách hoạt động của bóng đèn huỳnh quang. Khi radium là một lớp sơn trên mặt số còn Tritium trong đồng hồ hoạt động như một khí gas, được phả kín bên trong thanh số dạng ống đóng phủ bột phốtpho. Ở trong thanh số, bột phốt pho bị sự tấn công của các electron điện tử từ khí tritium và sẽ phát sáng.

Chất Liệu Dạ Quang Của Đồng Hồ
Loại dạ Tritium thường thấy trên những chiếc đồng hồ quân đội của Luminox.

Tritium có thể phát sáng trong nhiều màu sắc khác nhau. Các màu sắc mà nó phát sáng sẽ được dựa trên lớp sơn được sử dụng trên các ống của đồng hồ. Màu xanh lá cây được cho là tốt nhất cho tritium và dễ nhìn thấy nhất trong bóng tối.

Chất Liệu Dạ Quang Của Đồng Hồ
Bảng nghiên cứu độ sáng của Tritium dựa theo màu sắc.

Hiện nay, hai nhà máy sản xuất kim dạ quang Tritium nổi tiếng được thế giới biết đến là Mb-microtec agSRB Technologies Inc.

Những chiếc đồng hồ phát quang tritium thường sẽ có vỏ làm thép không gỉ hoặc nhựa nhiệt dẻo polymer.

2. Lân quang (Phosphorescence).

Nguồn gốc của tên gọi “lân quang” là do ánh sáng phát ra trong bóng tối bởi hiện tượng lân quang giống như ánh sáng lân tinh, phát ra bởi các hợp chất của phốtpho khi phản ứng hóa học ôxi hóa trong không khí.

Tên gọi này được dùng để miêu tả các chất phát sáng trong bóng tối mà không cần cháy, từ khi nhà giả kim thuật người Đức là Hennig Brand phát hiện ra phốtpho năm 1669 thông qua việc điều chế nước tiểu. Ông nhận thấy chất mình mới điều chế được phát sáng trong bóng tối. Bản thân chữ phốtpho có gốc từ tiếng Hy Lạp phosphoros, có nghĩa là “vật mang ánh sáng”.

Tuy nhiên bản chất vật lý của hai hiện tượng là khác nhau; trong đó ánh sáng của phốtpho lấy năng lượng từ phản ứng hóa học. Sự phát sáng của phốtpho mà Brand đã thấy thực ra là do phốtpho cháy âm ỉ và chậm trong không khí.

Thực sự, lân quang đã được các nước Đông Á như Nhật Bản, Trung Quốc biết đến và sử dụng từ thuở cả ngàn năm trước trên các bức hoạ nổi tiếng và trên những vật trang sức vẫn còn giữ lại đến ngày nay mà bạn có thể chiêm ngưỡng tại các bảo tàng.

Những vật dụng đó của người Châu Á đã khiến cho người châu Âu thế kỷ 18 thực sự ấn tượng và đã phải không ngừng mày mò tìm ra nguyên nhân phát sáng.

Và đó cũng là niềm cảm hứng để những người thợ đồng hồ sử dụng, tìm tòi, phát minh ra các loại vật liệu có thể phát sáng để phủ lên dấu giờ và kim giúp cho người dùng nhanh chóng biết thời gian ngay cả trong bóng tối.

Chất Liệu Dạ Quang Của Đồng Hồ

Ngoài sử dụng cho đồng hồ, lân quang còn là một chất liệu rất quan trọng đối với các ngành thiên về khoa học và kỹ thuật như ngành y, ngành hội hoạ, kiến trúc, thẩm mỹ học,…

Chất Liệu Dạ Quang Của Đồng Hồ

Các vật liệu sản xuất lân quang thường là hợp chất hóa học của kim loại chuyển tiếp hoặc đất hiếm. Chúng thường được pha trộn thêm các hoạt chất từ một chất nền.

Chất nền có thể là ôxít, sunfua, selenua, silicat của kẽm, cadmi, mangan, nhôm, silic, hay các kim loại đất hiếm.
Các hoạt chất, giúp gia tăng thời gian phát sáng có thể là các kim loại như đồng, bạc. Nếu pha thêm niken có thể làm giảm thời gian phát sáng.

Hai hợp chất phổ biến nhất cho chất liệu lân quang của đồng hồ là Stronti Aluminat(SrAl2O4) và kẽm sunfua(ZnS) giúp phát sáng mạnh hơn và lâu hơn, thường được sử dụng trong các dòng đồng hồ chức năng cao cấp.

Các loại lân quang đồng hồ phổ biến nhất hiện nay là SuperLumiNova, LumiBrite, Nautilite, NoctiLumina với cùng công thức là Stronti Aluminat và hợp chất kim loại kết hợp chất nền sunfua.

Loại lume thông dụng nhất hiện naySuperLuminova được sử dụng cho cả đồng hồ Nhật Bản và đồng hồ Thuỵ Sỹ, là một phát minh của công ty Nemoto (Nhật Bản) vào năm 1993. Nó cần hấp thụ ánh sáng (thiên nhiên lẫn nhân tạo) đễ sạc năng lượng và phát quang không lâu dài bằng tritium, nhưng nó có độ phát sáng mạnh hơn tritium, không bị cạn kiệt năng lượng mà còn thân thiện với môi trường, sức khỏe của con người.

Chất Liệu Dạ Quang Của Đồng Hồ

SuperLuminova được sản xuất với 5 màu theo tiêu chuẩn ISO 17514.

– lume C1 cho ánh sáng trắng
– lume C3 cho ánh sáng vàng
– lume C5 cho ánh sáng xanh lá vàng
– lume C7 cho ánh sáng xanh lá
– lume C9 cho ánh sáng xanh.

Trong đó lume C3 thường được dùng trong đồng hồ lặn, đồng hồ phi công, đồng hồ thể thao có độ phát quang mạnh nhất và thời gian sáng lâu nhất.

Chất Liệu Dạ Quang Của Đồng Hồ
Bảng nghiên cứu độ sáng của SuperLuminova dựa theo màu sắc

Chất Liệu Dạ Quang Của Đồng Hồ

Tương tự đó, LumiBrite cũng là một chất liệu dạ quang tương tự nhưng được phát minh và ứng dụng độc quyền của các mẫu đồng hồ Seiko. Với chất liệu này chỉ cần sạc 10 phút dưới ánh sáng mạnh thì thời gian phát sáng sẽ trong khoảng từ 3 – 5 giờ. Giống như SuperLuminova, LimiBrite cũng có mức năng lượng dự trữ vô tận.

Ngoài ra, ta còn phải kể đến Citizen Natulite do thương hiệu đồng hồ Citizen phát minh năm 1986 và vẫn được sử dụng cho đến nay. Nó khá nổi tiếng và được thừa nhận về mức độ sáng lâu dài và khá bền vững.

Độ sáng mạnh yếu của các loại lân quang cho các dòng đông hồ sẽ phụ thuộc vào loại màu và số lớp lân quang được phủ trên đồng hồ.

Loại dạ quang nào mạnh nhất.

Loại dạ quang của lân quang sẽ phát quang mạnh hơn tritium, nhưng chỉ phát sáng trong khoảng 2- 10 tiếng là chúng sẽ tắt dần và cần nạp thêm nguồn sáng. Tritium sẽ “tự lập” hơn, ổn định hơn và có thể phát sáng liên tục lên tới 25 năm rồi cạn năng lượng.

Chất Liệu Dạ Quang Của Đồng Hồ

Vì thế lân quang thường được sử cho các dòng đồng hồ có hoạt động ngoài trời lẫn nơi tối tăm như dòng đồng hồ thợ lặn, đồng hồ thể thao. Còn tritium sẽ thường được sử dụng cho các dòng đồng hồ quân đội, đồng hồ phi công của các ngành nghề phải hoạt động lâu dài trong bóng đêm ví như quân đội hoặc phi công.

Chất Liệu Dạ Quang Của Đồng Hồ
Chất liệu dạ Trtium có độ phát quang rất ổn định và độ sáng vừa phải trong bóng đêm. Chúng được rất nhiều quân chủng của Anh, Mỹ tin dùng cho dòng đồng hồ phi công, quân đội.

Để phân biệt 2 loại dạ quang trên, trên một số mẫu đồng hồ cũng được ghi những kí hiệu để người dùng có thể nhận biết được các loại dạ quang khác nhau được sử dụng:

– “L Swiss Made L”: đồng hồ Thụy Sĩ sử dụng dạ quang loại SuperLumiNova
– “T Swiss Made T”: đồng hồ Thụy Sĩ sử dụng dạ quang loại Tritium
– “GTLS”: viết tắt của Gaseous Tritium Light Source, dùng để chỉ các ống dạ quang Tritium công nghệ cao. Trong đó T25 và T100 là kí hiệu để chỉ lượng phóng xạ bên trong từng loại lume (T25 tương đương 25mCi, T100 tương đương mức trên 25mCi và lên đến 100mCi).

Cách sạc loại dạ bằng chất liệu lân quang ở đồng hồ.

Khả năng hấp thụ năng lượng để phát quang của hợp chất lân quang được đẩy lên đến tối đa khi bị kích thích bởi tia cực tím UV (Ultra Violet) hoặc ánh tím từ ánh sáng mặt trời.

Vì thế ánh sáng mặt trời là nguồn sạc năng lượng lý tưởng nhất, chỉ cần phơi đồng hồ ra ngoài trời nắng buổi sáng vừa khoảng 10 – 30 phút là năng lượng dạ quang sẽ được “đong đấy”. Không nên phơi giữa trưa nhé vì ánh nắng buổi trưa rất mạnh có thể làm nóng và phá huỷ chất liệu tổng thể của đồng hồ.

Hoặc bạn có thể sạc bằng cách đặt mặt số ngay bên dưới bóng đèn bàn khoảng 20-50 cm, thời gian sạc dao động trong khoảng 30 phút – 1 tiếng tùy loại đèn. Chú ý không để nhiệt độ bóng đèn làm hư đồng hồ

Ngoài ra, người đeo có thể sạc siêu nhanh bằng đèn LED thông thường ở trên điện thoại, sau khi chiếu thẳng đèn LED vào phần sơn dạ quang chừng 15 phút là nó sẽ sáng lên mạnh trở lại.

Các mức thời gian trên chỉ là khoảng ước lượng chung, ta còn tuỳ vào các công thức dạ quang riêng của mỗi hãng.

Ví dụ như dạ quang LumiNova/Super-LumiNova (của Nemoto Nhật Bản và công ty đối tác Thụy Sĩ RC TRITEC) có trên phần lớn đồng hồ (Thụy Sĩ, Nhật, Mỹ, Đức…) cho thời gian sáng rực rỡ 1 tiếng, kéo dài độ sáng đến 10 tiếng nhưng phải sạc 30-45 phút. Dạ LumiBrite độc quyền trên đồng hồ Seiko cho thời gian sáng rực rỡ kéo dài 3-5 tiếng nhưng sạc chỉ cần 10-15 phút.

Chất Liệu Dạ Quang Của Đồng Hồ

Chú ý là không được sạc bằng các loại đèn sưởi, đèn hồng ngoại, đèn phát nhiệt vì bước sóng (bước sóng dài) của các loại ánh sáng đèn này không phù hợp với dạ quang đồng hồ, đặt đồng hồ gần dễ làm hủy hoại bộ máy do nhiệt độ tăng cao.

Cũng cần lưu ý là lân quang vĩnh viễn không bị cạn năng lượng nhưng chúng sẽ “tắt nắng” khi tiếp xúc với nước hoặc độ ẩm. Mỗi khi đồng hồ bị vào nước hoặc hơi nước xâm nhập khi nứt vỡ kính sẽ làm dạ quang bị yếu dần hoặc chết, không thể “chữa” chỉ có thể thay mới.