Ein weißes T-Shirt unter Schwarzlicht, Sterne an der Kinderzimmerdecke, ein Knicklicht, ein Glühwürmchen – sie alle leuchten im Dunkeln, aber auf ganz unterschiedliche Weise. Der Oberbegriff dafür heißt Lumineszenz: Licht, das nicht durch Hitze entsteht wie bei einer Glühbirne oder einer Kerze, sondern weil ein Stoff Energie aufnimmt und als Licht wieder abgibt. Woher diese Energie kommt, unterscheidet die vier Arten. Hier erklären wir sie, erzählen, wie aus einem leuchtenden Stein aus Bologna die heutigen Nachleuchtpigmente wurden, und zeigen, wofür Sie sie einsetzen können.
Vier Arten, im Dunkeln zu leuchten
Energie: Licht, meist UV · leuchtet nur während der Bestrahlung
Fluoreszenz
Fluoreszierende Stoffe wandeln unsichtbares UV-Licht sofort in sichtbares Licht um. Die Elektronen werden angeregt und fallen innerhalb von Milliardstelsekunden zurück – deshalb erlischt das Leuchten, sobald die Lampe aus ist. Beispiele: Optische Aufheller in Waschmitteln lassen weiße Kleidung unter Schwarzlicht bläulich strahlen, Textmarker leuchten grell, Sicherheitsmerkmale auf Geldscheinen werden sichtbar.
Energie: Licht · leuchtet nach, oft stundenlang
Phosphoreszenz – das Nachleuchten
Phosphoreszierende Stoffe speichern die Energie des Lichts in sogenannten Elektronenfallen im Kristall und geben sie nach und nach wieder ab – auch lange nachdem das Licht aus ist. Das ist das Nachleuchten unserer Pigmente. Sie lassen sich beliebig oft mit Tages- oder Lampenlicht aufladen, brauchen keinen Strom und sind nicht radioaktiv. Am hellsten leuchten sie in den ersten Minuten, danach klingt das Leuchten langsam ab.
Energie: chemische Reaktion · leuchtet, bis die Reaktion verbraucht ist
Chemolumineszenz
Hier entsteht das Licht durch eine chemische Reaktion. Beim Knicklicht zerbricht beim Knicken eine Glasampulle, zwei Flüssigkeiten mischen sich, und ein Farbstoff leuchtet. Spurensicherer nutzen Luminol, das mit Blutspuren bläulich aufleuchtet. Ist die Reaktion verbraucht, ist das Leuchten vorbei – ein Knicklicht lässt sich nicht wieder aufladen.
Energie: Stoffwechsel eines Lebewesens · leuchtet, wenn das Lebewesen es auslöst
Biolumineszenz
Lebewesen wie Glühwürmchen, manche Pilze oder Meeresplankton erzeugen ihr Licht selbst: Der Stoff Luciferin reagiert mithilfe des Enzyms Luciferase mit Sauerstoff, und die frei werdende Energie wird als Licht sichtbar. Biolumineszenz ist also Chemolumineszenz im lebenden Körper. Der Anglerfisch leuchtet mithilfe von Bakterien, die in seiner „Laterne“ leben.
Eine kurze Geschichte des Nachleuchtens
Dass Steine nach dem Belichten im Dunkeln leuchten, hielten Gelehrte lange für ein Wunder. In rund vier Jahrhunderten Forschung wurde daraus ein Werkstoff, den man in Farbe, Harz oder Kunststoff mischen kann.
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um 1603
Der Bologneser Stein
Der Bologneser Schuhmacher und Alchemist Vincenzo Casciarolo glüht Steine vom Monte Paderno – eigentlich auf der Suche nach dem Stein der Weisen. Heraus kommt ein Stein, der nach dem Belichten im Dunkeln leuchtet. Aus dem Mineral Baryt (Bariumsulfat) ist beim Glühen mit Kohle Bariumsulfid entstanden – der erste künstlich hergestellte Leuchtstoff. Der „Sonnenstein“ wird zur Sensation der Gelehrtenwelt: Um 1612 wird er im Kreis um Galileo Galilei vorgeführt, 1634 widmet ihm Ovidio Montalbani eine eigene Abhandlung.
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1669
Phosphor, der „Lichtträger“
Der Hamburger Alchemist Hennig Brand gewinnt aus eingedampftem Urin einen Stoff, der im Dunkeln grünlich schimmert. Er heißt bald Phosphor, griechisch für „Lichtträger“. Ausgerechnet Phosphor leuchtet allerdings nicht nach, sondern weil er mit dem Sauerstoff der Luft reagiert – also chemisch. Der Name Phosphoreszenz blieb trotzdem an allen nachleuchtenden Stoffen hängen.
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1768
Cantons Phosphor
Der englische Physiker John Canton veröffentlicht in den Philosophical Transactions der Royal Society ein einfaches Rezept: Austernschalen mit Schwefel glühen. Es entsteht Calciumsulfid, das heller nachleuchtet als der Bologneser Stein – zum ersten Mal lässt sich ein Leuchtstoff zuverlässig nachmachen.
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1852
Fluoreszenz bekommt ihren Namen
Der irische Physiker George Gabriel Stokes zeigt, dass manche Stoffe unsichtbares UV-Licht in sichtbares Licht größerer Wellenlänge umwandeln. Nach dem Mineral Fluorit nennt er den Effekt Fluoreszenz. Damit lassen sich sofortiges Leuchten und Nachleuchten sauber unterscheiden.
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1858
Nachleuchten wird messbar
Der Franzose Edmond Becquerel baut das Phosphoroskop, ein Gerät mit rotierenden Scheiben, das selbst Nachleuchten von Tausendstelsekunden sichtbar macht. Er untersucht zahlreiche Stoffe und erkennt, dass schon winzige Beimengungen über Farbe und Dauer des Leuchtens entscheiden – das Prinzip der Dotierung, auf dem bis heute alle Nachleuchtpigmente beruhen.
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1866
Zinksulfid
Der französische Chemiker Théodore Sidot stellt nachleuchtende Zinksulfid-Kristalle her. Mit Spuren von Kupfer dotiert, wird Zinksulfid für weit über hundert Jahre der wichtigste Leuchtstoff – in Leuchtfarben, Zifferblättern, Schaltern und Spielzeug. Sein Nachteil: Das Leuchten wird schon nach kurzer Zeit schwach.
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1888
Ein Oberbegriff: Lumineszenz
Der deutsche Physiker Eilhard Wiedemann fasst alle Arten des „kalten“ Leuchtens unter dem Begriff Lumineszenz zusammen – im Gegensatz zum Glühen heißer Körper. Etwa zur selben Zeit entdeckt der Franzose Raphaël Dubois mit Luciferin und Luciferase, wie leuchtende Tiere ihr Licht erzeugen.
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ab 1917
Ein dunkles Kapitel: Radiumfarben
Damit Zifferblätter ohne vorheriges Belichten leuchten, wird Zinksulfid mit Radium gemischt. In den USA bemalen junge Arbeiterinnen Uhren mit der Farbe „Undark“ und formen die Pinselspitzen mit den Lippen. Viele erkranken schwer. Fünf von ihnen klagen 1927 gegen ihren Arbeitgeber; der Vergleich von 1928 gilt als Meilenstein für Arbeitsschutz und Haftung. Radium wurde später ersetzt und wird in Leuchtfarben heute nicht mehr verwendet.
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1993
Strontiumaluminat, der Durchbruch
Forscher der japanischen Firma Nemoto & Co. entwickeln Strontiumaluminat, dotiert mit Europium und Dysprosium. Der neue Leuchtstoff ist nicht radioaktiv, leuchtet rund zehnmal heller und um ein Vielfaches länger nach als Zinksulfid. 1996 veröffentlichen sie ihre Ergebnisse im Journal of the Electrochemical Society. Seitdem ist Strontiumaluminat das Standardmaterial für Nachleuchtpigmente, Fluchtwegschilder und Uhrenzifferblätter.
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heute
Nachleuchten zum Selbermachen
Auf Strontiumaluminat beruhen auch unsere Pigmente: in Körnungen vom feinen Pulver für Lacke bis zum Granulat für Harz, in Farben von Grün über Blaugrün bis Blau und Lila. Was vor 400 Jahren eine Kuriosität für Gelehrte war, können Sie heute selbst in Farbe, Harz oder Beton mischen.
Wofür man Nachleuchtpigmente nutzt
- Kunst und Malerei: Bilder, die nachts ein zweites Motiv zeigen – mit Leuchtfarben oder Pigment in Klarlack.
- Harz und Gießen: Schmuck, River Tables und Deko aus Epoxidharz mit Leuchtpulver oder Granulat.
- Garten und draußen: Wege, Stufen, Hausnummern und Steine, die abends Orientierung geben – mit Granulat und Leuchtsteinen, eingebettet in wetterfesten Klarlack oder Harz.
- Kinderzimmer und Deko: Sternenhimmel und Planeten mit Leuchtaufklebern.
Nachleuchten ist eine Orientierungs- und Effekthilfe, keine Beleuchtung: Sichtbar wird es in echter Dunkelheit. Antworten auf häufige Fragen finden Sie in unseren FAQ, den Pigmentbedarf berechnet der Mischrechner.