Kembang api, teknologi yang sudah berusia berabad-abad, adalah simbol ikon perayaan Hari Kemerdekaan — tetapi mereka juga merupakan keajaiban ilmu pengetahuan dan teknik modern. Baca terus untuk mengetahui ilmu di balik kembang api yang akan Anda lihat di seluruh negeri malam ini.
1. Formula kimia untuk kembang api diciptakan secara tidak sengaja. Suatu saat selama abad ke-10, Cina mulai membuat kembang api dengan bubuk mesiu (bahan peledak kimia pertama yang diketahui baru-baru ini ditemukan). Tetapi para ahli percaya bahwa para penemu menemukan formula kimia untuk bubuk mesiu — belerang, batubara, dan kalium nitrat, atau sendawa — selama upaya menciptakan ramuan keabadian. Seiring berjalannya waktu, orang Cina mengembangkan berbagai macam kembang api yang menghasilkan berbagai jenis efek visual, dan ahli kembang api menjadi profesi yang disegani di masyarakat Tiongkok.
2. Kembang api dirancang untuk tidak meledak. Secara berlawanan, ahli kimia merancang kembang api untuk membakar selambat mungkin, bukannya meledak dengan cepat. Luka bakar yang lebih lambat berarti kembang api akan menghasilkan efek visual untuk durasi yang lebih lama yang mencakup area langit yang lebih luas. Untuk mencapai hal ini, bahan bakar dan bahan kimia pengoksidasi yang digunakan — biasanya logam seperti aluminium atau magnesium untuk bahan bakar, dan percholate, chlorate atau nitrates untuk oksidator — relatif berbutir besar, dalam kisaran 250 hingga 300 mikron, seukuran butiran pasir. Selain itu, ahli kimia menghindari pencampuran bahan bakar dan pengoksidasi secara menyeluruh, sehingga lebih sulit bagi mereka untuk terbakar.
Pelet yang dikemas di dalam kembang api mengandung bahan kimia yang menghasilkan warna-warna cerah yang kita lihat di langit. (Wikimedia Commons) 3. Berbagai warna diproduksi oleh bahan kimia yang berbeda . Warna-warna cerah yang terlihat ketika kembang api meledak adalah hasil dari bintang piroteknik — pelet bahan kimia yang menghasilkan warna tertentu atau menghasilkan efek percikan ketika dibakar. Ketika muatan meledak dinyalakan, bahan bakar utama meledak pertama, mentransfer energi ke bahan kimia pewarna, yang mendorong elektron bahan kimia ini untuk bergerak ke keadaan tereksitasi. Kemudian, beberapa saat kemudian, ketika bahan kimia pewarna dingin dan elektron jatuh kembali ke keadaan dasarnya, mereka melepaskan energi ekstra sebagai radiasi warna-warni ketika mereka terbang di langit. Warna spesifik tergantung pada bahan kimia: senyawa dengan strontium dan litium membakar warna merah pekat, sementara kalsium membakar oranye, natrium membakar kuning, barium membakar hijau dan tembaga membakar biru.
4. Bentuk kembang api diproduksi oleh desain yang cerdas . Untuk mencapai kembang api berbentuk tidak biasa, seperti cincin ganda, hati atau bintang, teknisi mengemas bahan bakar dan bahan kimia pewarna di dalam tabung dalam formasi berbeda. Inti utama bahan bakar, dikelilingi oleh cincin pelet, akan menghasilkan kembang api melingkar, sedangkan pelet berlapis ganda akan menciptakan cincin ganda di langit. Jika pelet dicampur bersama di bagian dalam dengan bahan bakar, garis-garis warna akan menyebar bersama-sama dari titik pusat, seperti dalam pola "pohon willow". Untuk formasi khusus yang rumit, seperti jantung atau bintang, pelet pewarna direkatkan pada selembar kertas dalam bentuk yang diinginkan. Ketika bahan bakar terbakar, itu membakar kertas, mengirim pewarna terbang dalam pola yang sama.
5. Polar kembang api. Terlepas dari semua kesenangan pertunjukan kembang api, mereka memiliki kelemahan. Kami sebelumnya telah menulis tentang bagaimana kembang api dapat mengejutkan dan bahkan membunuh populasi burung. Mereka juga dapat membahayakan satwa liar dengan cara yang lebih berbahaya — dengan memasukkan logam berat, senyawa belerang-batu bara dan bertabur ke dalam perairan setempat. Kembang api sering diluncurkan di atas danau dan sungai, dan produk sampingan dari pembakaran ini dapat merusak ekosistem perairan dari waktu ke waktu. Polutan di udara juga dapat mempengaruhi manusia, terutama mereka yang menderita asma.
