Vonken zijn een fascinerend fenomeen dat bekend is van kampvuren, vuurstenen en elektrische sterretjes en andere pyrotechnische artikelen. Als je vonken van dichterbij bekijkt, zie je de beperkte kleuren waarin ze verschijnen. Donker rood-oranje vonken zijn bekend van houtskool, ijzerpoeder leidt tot gele/gouden vonken, en hete brandende elementaire metaalpoeders zoals aluminium en titanium kunnen heldere witte vonken vormen.

De kleur van vonken wordt gedomineerd door zwarte lichaamsstraling. Bijgevolg, de temperatuur van de vonk regelt de uitgezonden golflengte. Verschillende gekleurde vonken, bijv. groente, blauw, helder rood/roze zijn niet mogelijk in de vaste toestand. Om vonken in deze kleuren te krijgen, verbranding in de gasfase is vereist. In de gasfase, element-specifieke emissie plaatsvindt. In principe, het volledige spectrum van kleuren kon worden bereikt, zoals bekend van de vlamkleuren van verschillende elementen. Helaas, hoewel er weinig metalen bekend zijn die in de dampfase branden, de resulterende vonken zijn erg kort, dik en het visuele uiterlijk is slecht. Dit is gemakkelijk te verklaren door de snelle verdamping van het metaal.

Onderzoekers van de Clausthal University of Technology (Duitsland) onder leiding van prof. Eike G. Hübner zochten naar lang brandende en intensief gekleurde vonken. Na bestudering van de theoretische achtergrond, eerste auteur Felix Lederle en Eike Hübner vonden één metaal dat lang brandende groene vonken zou moeten vormen:erbium. Het gebruik van erbiumpoeder met een geschikte korrelgrootte van ongeveer 80 micron leidde onverwacht tot de eerste beschrijving van kleurveranderende vonken die in drie fasen brandden en de uiteindelijke vertakking van de vonken. De bevindingen zijn onlangs gepubliceerd als een zeer belangrijke paper- en omslagfunctie in de Europees tijdschrift voor anorganische chemie .

De fasen van de vonk worden gemakkelijk verklaard door een koelere startfase, die emissie van zwart lichaam vertoont (oranje-wit), een zeer hete fase die leidt tot verbranding in de dampfase en intense groene emissie van erbiummonoxide in de gasfase, en ten slotte een derde fase gebaseerd op emissie van zwarte lichamen, opnieuw. De verschillende fasen van de vonk zijn geanalyseerd door in de tijd opgeloste emissiespectra in samenwerking met het Fraunhofer Heinrich-Hertz-Instituut, Goslar (Duitsland) door co-auteur Jannis Koch.

Aanvullende experimenten werden uitgevoerd met andere materialen zoals tellurium voor blauw en natrium gedrenkt silicapoeder voor gele vonken.

De van kleur veranderende erbiumvonken presenteren een langvliegende, helder en intensief gekleurd uiterlijk, en kan het mogelijk maken sterretjes en andere pyrotechnische apparaten in exotische kleuren te produceren. Verder, de onderzoeken kunnen nuttig zijn voor felle fakkels en signaalapparatuur.

Aan het einde van hun publicatie, de wetenschappers presenteren de eerste rookloze binnenfontein op basis van van kleur veranderende erbiumvonken en andere ongewone composities, zoals een fontein met donkerrode vonken op basis van diamantpoeder.