在电视剧《三十而已》中

“蓝色烟花”

作为烟花设计师许幻山心中的最高梦想

被反复提及

更是作为推动剧情的重要元素

不断出现

回忆一下

你曾在烟花中看到过哪些色彩和效果？

红色、绿色、黄色以及银白色的闪光

这大概是其中最常见的几种

那么，蓝色呢？

似乎没什么印象？

在现实中

蓝色烟花真的没人做出来过吗？

今天，天河君就来带大家认识一下

传闻中的“蓝色烟花”

烟花基本配方：助氧剂+“燃料”

从化学的角度来看，烟花爆竹的基础是快速释放能量的氧化还原反应。无论是爆炸效应、声音，还是五颜六色的光的激发，都依赖于化学反应释放的能量。在这个反应中，需要两个基本作用：氧化剂和燃烧的“燃料”。

在我们著名的传统配方黑火药中，硝酸钾作为氧化剂，木炭和硫磺作为“燃料”。黑火药足以制作传统烟花爆竹，而现代彩色烟花对火药配方有更高的要求。通过改变氧化剂和“燃料”的类型，可以调节火焰温度以产生不同的效果。

【燃烧镁条会发出耀眼的光】

例如，如果把燃烧的东西从虫胶等有机化合物改为镁，可以提高火焰的温度，带来更多耀眼的光。

烟花的结构和功能要复杂得多——它们首先升到空中，在适当的高度爆炸，然后显示出丰富多彩的效果。符合这些条件的东西一般称为“高空烟火弹”。它有一个多层结构：下面是一些用来推进的火药，还有一个通向中心的延时引信。延时引信控制烟花的爆炸时间。当点燃中间的炸药时，能使烟花爆竹完全爆炸，并使产生颜色和闪光的“效果粒子”在空中绽放。

高难度的来了：蓝色如何产生

烟花的颜色来自于不同类型的金属化合物，它们在高温下被激发并发出特定波长的光——是的，简单的理解就是烟花反应。

钡盐是绿的，

锶盐是蓝色的，

能不能做成蓝色的？

铜焰反应不就是蓝绿色的吗？

我想你也有同样的问题。在高中课本上了解到烟花的反应非常简单。只要在火上烧一些金属盐，就会产生固定的颜色。

但事实上，这是一个更复杂的问题，当金属盐遇到高温火焰时，首先会发生一些化学变化，产生自由的“发射体”。这些发射体在高温下被激发，然后其中的电子将跳回基态，然后它们将发射特定波长的光。

我们看到的蓝色烟花，其实就是无数的电子在以蓝色光的形式向外释放能量。

一般，人们会利用铜或者铜的化合物作为发色剂来产生蓝色，例如：铜粉、硫酸铜、碳酸铜、硝酸铜、氢氧化铜、碱式碳酸铜、氯化亚铜等。其中，氯化亚铜（CuCl）释放的420-460纳米波长的蓝光最为纯正。

好了，搞清了蓝色烟花的原理，回到我们的主题，蓝色烟花为什么做起来就那么难呢？

这主要是以下原因造成的：

01

首先，夜空虽然看起来是黑色，但其实仍然有相当浓重的蓝色调。如何让蓝色烟花从背景中鲜明地凸显出来，并不是一件容易的事情。所以，调控焰火剂的配比，从而让它们呈现出期望中的颜色就很困难。蓝色烟花还得考虑颜色与夜空背景的对比度，难度可想而知。

02

此外，还有一个天然存在的矛盾制约着蓝色烟花的制造。一般来说，焰火剂燃烧时的温度越高，焰色反应的颜色就越明亮，视觉观感就越好。但同时，过高的温度又会让作为发色剂的金属盐类发生分解，导致金属原子的状态改变，无法释放预期的颜色。最有希望产生纯正蓝光的氯化亚铜的分解温度只有几百度，当它发生焰色反应时，实际上已经开始分解了。因此，想要呈现蓝光，温度最好控制在1200摄氏度以下，否则就会产生其它白亮的杂色，影响蓝光的纯正性。

不过归根结底，蓝色烟花难以制造的原因还是材料的稀缺性。其它色系对应的无机金属盐种类繁多，但能够产生蓝光的却几乎只有氯化亚铜一种。

为了寻找氯化亚铜的替代品，人类已经努力了几个世纪，直到今天，它还是蓝色烟花的首选原料。烟花工程师们只能通过不断调试焰火剂的配方来让最后呈现的蓝色尽量绚丽夺目。

从这个意义上来说，电视剧中的情节确有一定的现实依据，我们真的要为编剧渊博的知识鼓掌。

认识烟花的阴暗面：污染

烟花的光辉转瞬即逝，仿佛转眼间就消失在风中——但它们不可能真的完全消失。火爆之后，烟花爆竹留下了数亿个微小颗粒和一种复杂的化学混合物，这也造成了不容忽视的污染问题。

细颗粒物是烟花爆竹燃放对空气影响的一个重要方面。美国的一项研究发现，美国独立日燃放烟花可以使附近监测站的PM2.5浓度增加370%。

在中国，春节期间燃放烟花爆竹会导致空气污染物浓度急剧上升，甚至波及数十公里以外的地区。二氧化硫、氮氧化物等气态污染物也会随排放而产生。尤其是在雾霾频发的地方，燃放烟花爆竹更是雪上加霜。

除此之外，增加烟花效果的金属盐也会成为污染物，有害的金属化合物颗粒会随着烟花爆竹的爆炸而扩散。高氯酸盐在一些烟花爆竹中起氧化剂的作用，也是环境科学家关注的问题，它可能会污染附近的水体。

现在，也有研究人员在研究对环境影响较小的烟花爆竹，比如用更安全的物质代替高氯酸盐。然而，这远远不能消除烟花爆竹的“阴暗面”。

除了污染，人身安全也是燃放烟花爆竹格外需要注意的问题。每年都有因不按规定燃放烟花爆竹而受伤,甚至失去生命的惨剧发生，我们一定要注意安全，严格遵守相关法律规定，禁止在禁放区域和禁放时间内燃放烟花爆竹，珍爱生命与健康。

正因为如此，人们对烟花总是有一种复杂的感觉：社区里持续不断的鞭炮声也许让人恼火，但盛大的烟花汇演总能触动人心。

灿烂的节日烟花

能变得更安全无害吗？

这个问题

就让我们留给科学家去思考吧！

素材来源：科普天河、科技日报、果壳、飞鸽学社、Pexels（图片）、网络素材

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