变色材料

变色材料
变色材料

变色风感温变色材料Thermochromic Material

一.可逆感温变色油墨的变色原理:

感温变色材料是一种随温度上升或下降而反复改变颜色的微胶囊。

1.基本色:可逆感温变色材料在显色状态有以下15个基本色:

除基本色外,还可根据客户要求配置有色变有色:

如:橙色变黄色,绿色变黄色,紫色变蓝色,紫色变红色,红色变黄色,蓝色变黄色,紫红色变浅蓝色,紫蓝色变浅红色,咖啡色变红色等等。

2、常规变色温度:18℃、22℃、31℃、33℃、45℃、65℃,其它变色温度需定制。

3、感温变色油墨可随温度的上升、下降而反复必变颜色。(以31℃红色为例,变色形式为31℃以上呈现无色,26℃以下呈现红色)。

4、感温变色油墨/油漆可应用于丝网印刷、产品喷涂,产品之设计以高温环境时与低温环境时有颜色变化为诉求,并大多应用于人体感温、水温变化等的系列产品,也可做防伪设计使用。

二、材料应用:

1、干燥方式:(自干、烤干、UV固化),使用时可用相应的稀释剂稀释。(也可定制水性油墨,并用水稀释)印刷背景建议使用白色或浅白色系,可提高颜色变化的差异度。

2、如需丝网印刷,网版选择为:网目大小选择在150目~200目之间。

3、适用印刷方式与印刷底材为:丝印\胶印\转印\移印\喷涂等,(纸张\布料\金属\玻璃\陶瓷\塑料)。

三、注意事项:

储存:感温变色油墨应密封储存于密闭、干燥、阴暗处,避免阳光直射。

毒性与安全性:感温变色油墨对皮肤用呼吸道有轻微刺激性,搬运时应密闭,印刷操作时的环境应保持良好的通风状况。油墨完全干燥后,不会有任何异味或刺激性,符合安全玩具和食品包装规格基准。

四、感温变色材料的运用:

感光变色油材料Photochromic Material

一、变色原理:

感光变色材料经阳光/紫外线照射后、而产生颜色变化;当失去阳光/紫外线后会还原回原本的颜色。

二、基本4色:紫色、红色、蓝色、黄色。(无色变有色)

三、基本色之间的互配

四、材料应用:

1、干燥方式:(自干、烤干、UV固化),使用时可用相应的稀释剂稀释。(也可定制水性油墨,并用水稀释)印刷背景建议使用白色或浅白色系,可提高颜色变化的差异度。

2、如需丝网印刷:网目大小选择在150目~200目之间。

3、适用底材:丝印\胶印\转印\移印\喷涂等,(纸张\布料\金属\玻璃\陶瓷\塑料)。

五、注意事项:

储存:感光变色材料应密封储存于密闭、干燥、阴暗处,避免阳光直射。

毒性与安全性:感光变色材料对皮肤用呼吸道有轻微刺激性,搬运时应密闭,印刷操作时的环境应保持良好的通风状况。油墨完全干燥后,不会有任何异味或刺激性,符合安全玩具和食品包装规格基准。

六、感光变色材料的运用:

变色风防伪荧光材料Black Light Material

防伪荧光材料在一般可见光照射下时,呈现无色,当在365/254纳米紫外灯照射下,呈现红、黄、绿、蓝等发光颜色。

一、材料介绍

特殊荧光体在可见光光源下,呈现白色或接近透明色,在不同波长光源下(254nm、365 nm、850 nm)显现一种或多种荧光色泽,包括有机、无机、余晖等特殊效果,色彩鲜艳亮丽。荧光标识材料主要用于生产防伪油墨和标志塑料。这两种材料被广泛用于印制重要印刷品,例如:钞票、发票、支票等,标志性材料可用于身份证、信用卡等的制作。

二、颜色

色彩种类丰富共有白、蓝、红、黄、绿、紫、橘、粉红,各种颜色搭配,变化无穷。

三、材料应用:

1、干燥方式:(自干、烤干、UV固化),使用时可用相应的稀释剂稀释。印刷纸张建议使用不含荧光增白剂系列,可提高颜色变化的差异度。

2、如需丝印网版选择为:网目大小选择在150目~200目之间。

3、适用印刷于印刷底材为:丝印\胶印\转印\移印\喷涂等,(纸张\布料\金属\玻璃\陶瓷\塑料)。

四、注意事项:

储存:应密封储存于密闭、干燥、阴暗处,避免阳光直射。

毒性与安全性:对皮肤用呼吸道有轻微刺激性,搬运时应密闭,印刷操作时的环境应保持良好的通风状况。油墨完全干燥后,不会有任何异味或刺激性,符合安全玩具和食品包装规格基准。

五、防伪荧光材料的运用:

变色风夜光发光涂料Glow in the Dark Material

一、发光形式:

长效夜光发光材料先吸收各种光和热,转换成光能储存,然后在黑暗中自动发光,通过吸收各种可见光实现发光功能,该品不含放射性元素,并可无限次数循环使用,,尤其对450纳米以下的短波可见光、阳光和紫外线光(UV光)具有很强的吸收能力。

三、应用参考颜色:

黄绿光,蓝绿光,天蓝光、紫光、白光、红光、可利用荧光颜料、染料,调整发光前后的颜色,也可使用一般染、颜料调色,但会减低发光效果。

三、材料应用:

1、夜光发光材料为油性油墨,使用时可用相应的稀释剂稀释。(也可定制水性油墨,并用水稀释)。印刷背景建议使用白色或反光色系,可提高黑暗处的发光强度。

2、夜光发光油墨内含夜光粉颗粒,网目大小选择在100目~150目之间。

3、夜光发光油墨可与染料或颜料混合使用,搭配出更多样的色彩变化。印刷不同之素材,应选用合适之油墨基材。

4、夜光发光油墨适用丝印、移印、喷涂(纸张\布料\金属\玻璃\陶瓷\塑料)。

四、注意事项:

储存:夜光发光材料应密封储存于密闭、干燥、阴暗处,避免阳光直射。

毒性与安全性:

夜光发光材料对皮肤及呼吸道有轻微刺激性,搬运时应密闭,印刷操作时的环境应保持良好的通风状况。油墨完全干燥后,不会有任何异味或刺激性,符合安全玩具和食品包装规格基准。

使用注意事项:夜光发光油墨在使用前请充分搅拌,切忌用金属容器和金属搅拌物,并避免高速摩擦。变色风微胶囊香味材料Smell Sensitive Material

一、香味原理:

微胶囊香味油墨有各种不同香味,香味可以维持半年以上,因此也叫长效香味油墨。

长效感香微胶囊是通过微胶囊技术,将香精包裹起来,在开放空间内,慢慢释放出香味,香味可维持长达半年以上,也可以利用压力或热能将胶囊挤压让香味释放出来。

二、标准香味种类:

有15种味道包括玫瑰、草莓、蜂蜜、葡萄、檀香、熏衣草、茉莉、柠檬、橘子、香茅油、苹果、桃子、樟脑、薄荷等;亦可订制其它特殊味道。

三、材料应用:

1、微胶囊香味材料为丝网印刷油墨,分为水性和油性两种,水性油墨可用水来稀释,油性油墨可用专用溶剂稀释。

2、微胶囊香味材料颜色为无色透明。

3、网目大小选择在150目~200目之间。

4、印刷不同之素材,应选用合适之涂料或油墨基材。

四、注意事项

储存:微胶囊香味材料应密封储存于密封干燥、阴暗处,避免阳不直射,避免高温环境。

微胶囊香味材料之水性油墨储存期限3个月,油性油墨存期3天。

油墨应用注意事项:

1、应避免微胶囊香味材料在140℃以上之制程进行加工。

2、微胶囊香味材料在140℃之环境下15分钟,香味浓度降低15%

3、微胶囊香味材料在180℃之环境下10分钟,香味浓度降低25%。

毒性与安全性:

1、微胶囊香味水性材料对皮肤无刺激性,搬运及操作安全无误。油性油墨会有轻微刺激性,干燥后,刺激性会彻底消失。

2、微胶囊香味材料不含对人体有害之物质符合安全玩具和食品包装规格基准。

遇水变色材料

遇水变色(滴水消失型)材料颜色有白色,还有黄色、粉红、灰色、咖啡色等,遇水后变成透明,显露出底色。目前市场上的遇水变色油墨只有白色,而我公司可以根据客户的要求,生产出客户指定的颜色,一种颜色只提供给一家客户,给予其防伪独特性,各客户互不影响。该油墨承印标识的图案或文字,遇水后褪为无色,水干燥后图案或文字又会复原。此油墨承印不干胶纸、普通卡纸、塑料薄膜等基材有很好的附着力及变化效果。

光学变色材料

折光变色材料图文颜色随视角的改变而发生颜色的变化。当视角改变60度时,会产生两种截然不同的色彩,第一种颜色是全反射时所见到的,也就是视角90度时所见的颜色,当扭转60度到视角为30度时,第一种色彩被抵消,第二种色彩被强化。这是一种高科技安全防伪油墨,可以使用传统的雕刻凹版方式印刷,不需要复杂或额外的检测设备来分辨真伪,适用用于钞票、票证、包装等。折光变色油墨有很好的隐蔽性,难以破译,是针对快速发展的彩色复制技术,如激光扫描分色机和彩色复印机等,所开发生产出来的安全性油墨。

遇水扩散材料

遇水扩散材料是采用独特工艺制造而成,属于不可逆型防伪油墨。用此油墨承印的图案或文字,遇到水后会逐渐渗透扩散,图案或文字变为模糊状态,水干燥后扩散的颜色不会复原成原有的图案,该油墨承印的标识检测后,标识不能重复利用。油墨的颜色有红色、蓝色、黄色、黑色等。

红外激发材料

红外激发油墨印刷图文在阳光和日光下不显示颜色,为无色透明,当在980纳米的红外光线照射下显示刺眼、鲜艳的可见光。目前市场上只有红外绿和红外红两种红外激发油墨,而我公司可以根据客户要求,生产出不同颜色的红外激发油墨,例如:红、绿、蓝、紫等。此油墨技术含量高,不易仿制,具有较高的防伪能力,安全性能好;并且所用的鉴别仪器简单、方便、易操作。适合在防伪印刷中广泛应用,现在人民币、发票、烟草包装使用该技术。

化学变色材料

用一种特殊溶剂更改、抹消而使用的化学物质具有显色、变色或褪色的化学反应油墨。

多重效果防伪材料

多重效果防伪材料是用几种防伪材料组而成的物质加入相应的油墨连接料,经特殊工艺加工制成的防伪油墨。该技术配方涉及化学、原子能、光学、物理、材料学、测控技术等多学科的综合知识,油墨配方配比可任意调整和设计,各种油墨都是在通过配比、色比、研磨工艺、混合工艺、压辊工艺等系列标准化工艺程序下生产,且该技术配方和工艺本身的科技含量很高,即便是这方面的专家,要想真正掌握这项技

术配方也具有相当大的难度,一般造假工艺根本无法仿制。多重效果防伪油墨有温变+荧光、多重温变、荧光+红外、双波段荧光、红外+温变、荧光+温变+红外等品种,可由客户提出各种多重防伪组合的建议,公司将根据客户要求开发生产。

液晶变色材料

液晶是类似胆固醇的一种物质,该物质的分子排列会因温度之变化发生偏转,从而呈现出艳丽的6色或12色变化。本系列产品随温度转换高低不同,而会呈现出可逆性七彩颜色之变化。

一、产品类别

饰品类:

由14°C~36°C可表现出红、橙、黄、

绿、蓝、靛、紫之不同颜色循环

化。

温度计类:

由 -10°C~ 120°C 可表现出红、绿、

蓝、黑之不同颜色,以绿色标示正

确温度,并可长期循环使用。

生液晶类:

可表现七彩颜色变化之油性液体,

永不固化,有红、蓝、绿等标准色

,本产品适使用于密封的装置内。

二、产品特性

1. 本产品属水性油墨。

2. 粒径3~20u 微胶囊。

3. 氢离子浓度为6.5~7.0 系属中性,所以使用非常之安全。

4. 储存于阴凉处温度控制为5°C~17°C,避免阳光直接照射。

5. 以纯水或蒸馏水稀释10%~25%,就可使用。

6. 使用时间为制造后12 个月。

三、产品用途

1. 可涂抹在金属上,可做为徽章、钥匙圈、温度计、纪念章、戒指、人造宝石一般流行饰品制作均可使

用。

2. 可在纸上或塑料片进行印刷或涂抹而转作为贴纸。

四、使用方法

1.固其生产时,设定变色温度区间不同,而分类成数种,颜色变化都是从低温无色到红→橙→黄→绿→蓝→深蓝,再到高温无色。

2.一般背景采黑色背景,所以外表看起来是从黑色→红→橙→黄→绿→蓝→深蓝-黑色,一般只应用于网版印刷及手工涂布。

3.日本液晶生产为饰品用,变色温度区间分成三种,颜色变化较为鲜艳。

A. 15°C~25°C

B. 25°C~35°C

C. 30°C~45°C A+B 混合,则变色区间为15°C~35°C,中间25°C~27°C显现紫色,是A的深蓝色 +B 的红色所造成的。整个变色表现 12 色最为杰出,所以一般饰品生产(MOOD RING KEY CHAIN) 心情戒指皆采用此一形态液晶。A+E 混合,变色区分为 15°C~ 45°C,中间30°C~ 32°C显现紫色,适用于高温地区饰品生产,亦可表现12 色。

4.美国液晶生产,变色区间较多变化,分为 1°C、2°C、3°C、5°C、7°C、10°C等多种。颜色变化是从低温无色-红色-绿色-蓝色到高温无色,相邻两区间重迭混合时,亦可显现紫色,公司常用的有情绪测试卡两种:

A. 27°C~34°C

B. 25°C~30°C

因使用地区不同,而选用不同原料,一般地区使用A、寒带地区使用B。

5.温度计用,因温度计设计不同,而使用不同原料。

例(1) 2°C 一跳14、16、18、20、22、24、26则使用原料为14C2W、16C2W、18C2W、20C2W…

(2) 1°C 一跳19、20、21、22、23、24、25则使用原料为19C1W、20C1W、21C1W、22C1W…

(3) 6°F 一跳92°F、98°F、104°F、110°F、116°F、122°F则使用原料为92/f6W、98/f6W、104/f6W…

(4) 5°C 一跳10°C 一跳、10°F 一跳,等皆可。

6.美国液晶供应范围为 -5°C~ 110°C,常温状态液晶较为便宜,特殊温度区间则不同,甚至高达5倍、10 倍价格,美国亦可生产油性液晶,但都采液态表现,使用在产品上,须加以查核。

7.液晶使用注意事项

(1)在饰品加工手工涂布时,须注意湿度、温度,加工房间湿度应控在 50 ~60 之间,温度则控制在20°C~28°C。

(2)水性物质不易和铜、镀金、一般油漆和塑料溶合,中间须涂抹一层界面剂。在加工时,是一非常注重程序,处理不好产品必然不良,界面剂须经多次测试,才可安心使用。

(3)背景使用黑色效果最好,蓝色现在也渐被接受,各种颜色背景皆可,但是表现效果不同。

(4)液晶处理过后须完全干燥,才能表现出好的颜色来,若没有完成干燥或干燥后又经湿气侵蚀很快就变坏。

(5)液晶加工处理过程中温度不得超过120 °C,否则即有完成破坏之虞!瞬间加热不可超 180°C。

(6)液晶表面非常脆弱,须有保护层在外表,饰品加工一般使用波丽、印刷品一般使用透明胶薄膜反面印刷,波丽须多次测试才能确定可安心使用,不会完成干涸的波丽不可使用。

(7)液晶保存在10°C~20°C 最适合,不可冷冻或阳光直晒。

有机光致变色材料汇总

有机光致变色材料 有机光致变色现象发现至今已有100 多年的历史。1867年Fritzsche 观察到黄色的并四苯在空气和光作用下的褪色现象,所生成的物质受热时重新生成并四苯,变回原来的颜色。1876 年Meer 首先报道了二硝基甲烷的钾盐经光照发生颜色变化。Markward 于1899 年研究了1 ,42二氢22 ,3 ,4 ,42四氯萘212酮在光作用下生的可逆的颜色变化行为,并把这种现象称为光色互变。 20 世纪50年代Hirshberg 陆续报道了关于螺吡蝻类化合物受光照变色,在另波长的光照射下或热的作用下又能恢复到原来颜色的现象,并把上述现象称为光致变色现象(photochromism) 。 20 世纪80 年代螺噁嗪类、苯并吡喃类抗疲劳性较好的化合物的发现使得光致变色化合物研究真正兴起。目前,对光致变色化合物的研究主要集中在俘精酸酐、二芳基乙烯、螺吡喃、螺噁嗪以及相关的杂环化合物上,同时也在探索和发现新的光致变色体系。 光致变色现象 光致变色现象[6 ] 是指一个化合物(A) 在受到一定波长的光照

射时,可进行特定的光化学反应,获得产物(B) ,由于结构或电子组态的改变而导致其吸收光谱发生明显的变化;而在另一波长光的照射下或热的作用下,又能恢复到原来的形式。其典型的紫外- 可见吸收光谱和光致变色反应可 以用图1 - 1 定性描述 1 有机光致变色化合物的分类 1.1 有机光致变色化合物 有机光致变色材料种类繁多,反应机理也不尽相同,主要包括:①键的异裂,如螺吡喃、螺嗯嗪等;②键的均裂,如六苯基双咪唑等;③电子转移互变异构,如水杨醛缩苯胺类化合物等;④顺反异构,如周萘靛兰类染料、偶氮化合物等;⑤氧化还原反应,如稠环芳香化合物、噻嗪类等;⑥周环化反应,如俘精酸酐类、

5 有机光致变色材料

一、绪论
应用有机化学
在外界激发源的作用下,一种物质或一个体系 发生颜色明显变化的现象称为变色性。
有机光致变色 光致变色材料 第五章 有机光致变色材料
光致变色(photochromism): 光致变色
分子能够可逆地在两种不同吸收光谱的状态之间的转化, 光致变色是指一种化合物A受到一定波长的光照射时,可 光致变色 发生光化学反应得到产物B,A和B的颜色(即对光的吸收)明 显不同。B在另外一束光的照射下或经加热又可恢复到原来的 形式A。光致变色是一种可逆的化学反应,这是一个重要的判 断标准。 至少有一个反应是光激发的。当然,两种不同的形态不仅是它 们的吸收光谱不同,也可以是其它参数如氧化还原电位、电介 质常数等的不同。 在光作用下发生的不可逆反应,也可导致颜色的变化,只 属于一般的光化学范畴,而不属于光致变色范畴。
将光致变色色素加入透明树脂中,制成光变色材料,可以 用于太阳眼镜片,国内在变色眼镜方面已开始应用。将光致变 光致变色的材料早在1867年就有所报道,但直至1956年 Hirshberg提出光致变色材料应用于光记录存储的可能性之 后,才引起了广泛的注意。研究光致变色材料最多的国家是 美 国 、 日 本 、 法 国 等 , 日 本在 民用 行 业 上开 发比 较 早。 色色素与高聚物连接在一起,可以制成具有光变色性能的材 料,在光电技术和光控装置中很有应用前景。用光致变色材料 可以做成透明塑料薄膜,贴到或嵌入汽车玻璃或窗玻璃上,日 光照射马上变色,使日光不刺眼,保护视力,保证安全,并可 起到调节室内和汽车内温度的作用;还可以溶人或混入塑料薄 膜中,用作农业大棚农膜,增加农产品、蔬菜、水果等的产 量。另一个重要的用途是用作军事上的隐蔽材料,例如军事人 员的服装和战斗武器的外罩等。
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有机光致变色存储材料进展

有机光致变色存储材料进展Ξ 李 瑛 谢明贵 (四川大学化学系,成都,610064) 摘 要 本文综述了最近二十年来在有机光致变色存储材料方面的进展。 关键词 光盘 有机光存储材料 光致变色化合物 1 引 言 光致变色现象最早是在生物体内发现,距今已有一百多年的历史。随后,本世纪40年代又发现了无机化合物和有机化合物的光致变色现象。光致变色材料的特异性能给这类化合物带来了广阔的、重要的应用前景。尤其是有机光致变色材料与半导体激光信号相匹配,成为新的一代光信息存储材料[1]。1993年9月在法国召开的首届有机光致变色化学和材料国际学术讨论会,宣告了一个在化学、物理和材料科学基础上互相渗透、互相交叉的新学科“光致变色化学和材料科学”的诞生。 光盘是继缩微技术(始于40年代)和磁性存储介质(始于60年代)之后所发展起来的一种崭新的信息存储系统[2]。它是通过激光束照射到旋转的圆盘(由保护层、记录介质层、反射层及基片组成)上,利用记录介质层所发生的物理和(或)化学变化,从而改变光的反射和透过强度而进行二进制讯息的记录。它的特点是:存储密度高、信息容量大(比磁盘高100倍以上);保存时间长(可达100年以上);防污染性能好;读出速度快。光盘的光学记录层分为:形成坑或孔的记录层、形成热泡的记录层、磁光记录层、染料/聚合物记录层、相变记录层和合金记录层。依功能的不同,光盘可分为三大类型:只读型光盘(Read only memory,ROM);一次写多次读型光盘(Write once read many,WORM)和可擦除型光盘(Erasable direct read after write,EDRAW)。根据当前光盘的发展趋势,本文将主要讨论EDRAW类型光盘用有机光致变色存储材料。 2 EDRAW光盘的结构及主要类型EDRAW光盘不同于CD(Compact disc)和WORW光盘,其存储是可逆的,即可写、读、擦。目前的EDRAW光盘存储信息密度达108bit/cm2,光道密度达8000~9000tracks/cm(磁盘1000~1500track/cm)。研制的类型主要有基于磁光效应(Mag2 neto-optical,m/o),可逆相变(Reversible phase change),光致变色(Photochromic)等。目前已经商品化的是磁光盘及相变光盘,但均系无机存储材料。 EDRAW光盘有两种规格,一是直径为3.25″(约130M Byte)主要用于个人电脑;另一种直径为5.25″(约300M Byte)用于档案数据存储。EDRAW 光盘的结构见图1 。 图1 EDRAW光盘结构示意图 Fig1Schematic structure of EDRAW disk 3 光致变色存储的工作原理 3.1 光致变色 一些无机和有机化合物,在某些波长的光作用下,其颜色发生可逆的变化,这就是光致变色现象。它具有三个主要特点:(a)有色和无色亚稳态间的可控可逆变化;(b)分子规模的变化过程;(c)亚稳态间的变化程度与作用光强度呈线性关系。 A λ 1 λ 2 B 大多数有机光致变色物质对紫外线敏感易变色,受热,可见光和红外线又会使其消色。光致变色物质可分为两大类:正光致变色性(Normal pho2 tochromism)和逆光致变色性(Reverse pho2 tochromism)。若λ2>λ1,此称为(正)光致变色。其中A B为光发色反应,B A为光退色或热退 Ξ四川省科学基金资助项目初稿收到日期:1997203215终稿收到日期:1997205230

电致变色材料研究进展

电致变色材料研究进展 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

电致变色材料研究进展摘要电致变色材料是目前公认的最有发展前途的智能材料之一。本文简述 了电致变色机理及特点,简要介绍了无机电致变色材料(WO3)和有机电致变色 材料(氧化还原型化合物、金属有机螯合物、导电聚合物)这两种不同类型的变 色材料,电致变色材料的应用前景和发展方向及其研究现状。 关键词电致变色无机电致变色材料有机电致变色材料应用现状 变色现象是指物质在外界环境的影响下,而产生的一种对光的反应的改变。 这种现象普遍存在于自然界中,比如变色龙,它的体色会随着周围环境的变化而 改变。人们感兴趣的是一类具有可逆变色现象的物质,即可利用一定的外界条件 将它们的颜色进行改变并且在另外一种条件下将其还原。目前发现的变色现象主 要有4 类: 电致变色、光致变色、热致变色和压致变色,其中又以电致变色研究得最为深入。 电致变色是指在外接电压或者电流的驱动下,物质发生电化学氧化还原反应 而引起颜色变化的现象。即在外加电场作用下,物质的化学性能(透射率、反射 率等)在可见光范围内产生稳定的可逆变化。其主要特点有以下几点:( 1) 电 致变色材料中电荷的注入与抽出可以通过外界电压或电流的改变而方便地实现, 注入或抽出电荷的多少直接决定了材料的致色程度,调节外界电压或电流可以控 制电致变色材料的致色程度; ( 2) 通过改变电压的极性可以方便地实现着色或 消色; ( 3) 已着色的材料在切断电流而不发生氧化还原反应的情况下,可以保 持着色状态,即具有记忆功能。因此,电致变色材料应满足以下各个方面的要求: (1) 具有良好的电化学氧化还原可逆性; (2) 颜色变化的响应时间快; (3) 颜色 的变化是可逆的; (4) 颜色变化的灵敏度高; (5) 有较高的循环寿命; (6) 有一

有机光致变色材料最新研究综述

有机光致变色材料最新研究综述 刘辉 (武汉理工大学理学院) 摘要:本文介绍了有机光致变色材料体系的国内国外研究发展过程,介绍了不同体系光致变色机理,光致变色材料在信息、染料等方面的应用。 关键词:有机光致变色材料机理应用 The Recect Advance in Organic Photochromic System Hui Liu (Wuhan University of Technology) Abstract:This article have introduced the recent advance in organic photochromic system .The application of photochromic system in the area of IT、dyestuff and so on.The chromic mechanism of photochromic. Key words: Organic photochromic system mechanism application 前言 光致变色(Photochromism)是指化合物A在一定波长λ1光照射下,通过特定的化学反应生成结构和光学性能不同的化合物B,在另外一定波长λ2或者热的条件下,B又会可逆地生成化合物A的现象,其变化化学式如下:

这一过程的基本特征是:A、B在一定条件下都能稳定存在,且颜色区别明显,;A和B之间的变化是可逆的。其中温度导致的褪色材料称为T(Thermal)型,这类材料受到激发后反应速度和褪色速度都比较快;光辐射作用导致的变色材料称为P(Photoactive)型,这类材料的消色过程是光化学过程,有较好的稳定性和变色选择性。【1】 本文着重介绍有机光致变色的国内外发展状况和各变色体系的变色机理。 1光致变色材料的分类 1.1有机光致变色化合物 有机光致变色材料种类很多,反应机理也不尽相同,主要包括:①键的异裂,如螺吡喃、螺噁嗪等;②键的均裂,如六苯基双咪唑等;③电子转移互变异构,如水杨醛苯胺类化合物等;④顺反异构,如偶氮化合物等;⑤周环化反应,如俘精酸酐类,二芳基乙烯等。下面介绍几类主要的有机光致变色材料。 (1)螺吡喃类 螺吡喃是有机光致变色材料中研究和应用最早、最广泛的材料之一,其变色机理:

液晶玻璃与电致变色玻璃的区别

液晶玻璃与电致变色玻璃的区别: 1)液晶玻璃在正常情况下是不透明的,只有在一定的电压作用下才能从不透明变为透明;电致变色玻璃本身可以为透明。 2)液晶玻璃需要不断地施加电压才能保持透明,属于能耗产品,不过能耗比较低;电致变色玻璃具有双稳态的性能,只需在电压作用下调节玻璃的透光率,除去电压后玻璃的状态能在一段时间内继续保持。 3)普通的液晶玻璃一般只能在透明和不透明两种状态之间进行调整;电致变色玻璃一般能在不同电压作用下调节到不同级别的透光率。 4)液晶玻璃的主要原理是根据液晶分子在电压作用下的取向来达到调光的目的;电致变色玻璃的主要原理是电致变色材料在电压作用下发生氧化还原反应,进而发生颜色和透明度的变化,达到调光的目的。 电致变色器件 电致变色是指材料的光学属性(反射率、透过率、吸收率等)在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象,在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。具有电致变色性能的材料称为电致变色材料,用电致变色材料做成的器件称为电致变色器件。 目前,已经产业化的电致变色器件有一下几类:电致变色智能调光玻璃、电致变色显示器、汽车自动防眩目后视镜。 电致变色智能玻璃在电场作用下具有光吸收透过的可调节性,可选择性地吸收或反射外界的热辐射和内部的热的扩散,减少办公大楼和民用住宅在夏季保持凉爽和冬季保持温暖而必须消耗的大量能源。同时起到改善自然光照程度、防窥的目的。解决现代不断恶化的城市光污染问题。是节能建筑材料的一个发展方向。 电致变色材料具有双稳态的性能,用电致变色材料做成的电致变色显示器件不仅不需要背光灯,而且显示静态图象后,只要显示内容不变化,就不会耗电,达到节能的目的。电致变色显示器与其它显示器相比具有无视盲角、对比度高等优点。 用电致变色材料制备的自动防眩目后视镜,可以通过电子感应系统,根据外来光的强度调节反射光的强度,达到防眩目的作用,使驾驶更加安全。 电致变色智能玻璃能以较低的电压(2-5V)和较低的功率调节汽车、飞机内部的光线强度,使旅途更加舒适。目前,电致变色调光玻璃已经在一些高档轿车和飞机上得到应用。

光致变色材料制备用途以及进展

光致变色材料制备用途以及进展 (青岛科技大学化学与分子工程学院应用化学084班李) 摘要: 本文针对光致变色材料这一新型材料,综述了光致变色材料的变色原理及分类,并着重对含氧、氮、硫杂螺环结构的光致变色化合物研究进展,有机光致变色高分子材料的加工方法、性能优劣及研究进展进行了论述,最后对光致变色材料的应用前景进行了总结和展望。 关键词:光致变色有机光致变色材料含氧、氮、硫杂螺环结构的光致变色 化合物 1 光致变色原理 光致变色现象[1](对光反应变色)指一个化合物(A)受一定波长( 1)光的照射,进行特定化学反应生成产物(B),其吸收光谱发生明显的变化;在另一波长( 2)的光照射下或热的作用下,又恢复到原来的形式: 严格意义上的光致变色化合物的主要结构形式有两种:1)光致变色材料分子作为侧链基团直接或通过间隔基与主链大分子相联;2)光致变色材料分子作为主链结构单元或共聚单元而形成聚合物但随着研究的不断深入,变色材料种类和结构形式也不断扩大,也有人认为将光致变色化合物添加到聚合物中形成聚合物的类型添加进来,但此种形式仍存在广泛争议 光致变色材料发展至今,按照不同判别标准其分类方式多种多样如果按照材料光反应前后颜色不同分类,可分为正光色性类和逆光色性类两种;而按照变色机理进行分类时,则可分为T类型和P类型;P类型材料的消色过程是光化学过程,有较好的稳定性和变色选择性[2]。 但应用最广泛的分类方法则是按照材料物质的化学成分进行分类,即分为无机化合物和有机化合物两大类 它主要有三个特点[3]:①有色和无色亚稳态问的可控可逆变化;②分子规模的变化过程;③亚稳态间的变化过程与作用光强度呈线性关系。光致变色反应中的成色和消色过程的速度和循环次数(即抗疲劳性)是其实际应用的决定性因素。 光致变色材料要想真正达到实用化,还必须满足以下条件: ○1A和B有足够高的稳定性; ○2A和B有足够长的循环寿命; ○3吸收带在可见光区;响应速度快,灵敏度高。 2 含氧、氮、硫杂螺环结构的光致变色化合物 2.1 螺吡喃化合物 1952 年Fisdher 和Hirshberg[4]首次发现了螺吡喃的光致变色性质, 1956年

有机光致变色与存储材料的研究现状

有机光致变色与存储材料的研究现状 材料化学 摘要本文综述了最近十年来在有机光致变色存储材料方面的进展。重点介绍了二芳基乙烯化合物光致变色性能的相关内容。 引言 21 世纪是信息时代, 海量信息存储与高速传输成为进一步发展信息高技术产业的要求, 光信息存储已成为当今公认的重大科学技术领域的前沿课题之一. 而且随着现代科学技术的迅猛发展, 许多领域的研究开发水平都达到了前所未有的高度, 人类对计算机、电子、生物技术、材料等诸多学科提出了更高的发展要求, 需要更加快速、大容量的信息存储材料, 响应时间上甚至希望能够达到纳秒、皮秒级, 最终的目标是在分子水平甚至原子水平上存储信息. 高性能的有机光致变色材料正是能够满足这种要求的极具潜力的存储材料之一, 因为光致变色材料是以光子方式记录信息, 一旦实用化, 将实现人们所期待的光存储高速度、大容量的特性. 基本概念与原理介绍 在外界激发源的作用下,一种物质或一个体系发生颜色明显变化的现象称为变色性。 一、光致变色现象(photochromism): 光致变色是指一种化合物A受到一定波长(λ1)的光照射时,可发生光化学反应得到产物B,A 和B的颜色(即对光的吸收)明显不同。B在另外一束光(λ2 )的照射下或经加热又可恢复到原来的形式A。 光致变色是一种可逆的化学反应,这是一个重要的判断标 准。这种在光的作用下能够发生可逆颜色变化的化合物,称为 光致变色化合物。分子能够可逆地在两种不同吸收光谱的状态 之间的转化,至少有一个反应是光激发的。当然,两种不同的 形态不仅是它们的吸收光谱不同,也可以是其它参数如氧化还 原电位、电介质常数等的不同。 在光作用下发生的不可逆反应,也可导致颜色的变化,只 属于一般的光化学范畴,而不属于光致变色范畴。 二、光致变色存储的工作原理 光盘记录的基本原理都是基于记录介质受激光辐射后所发生的物理或化学变化为基础的。光致变色材料作记录介质时,其具体记录过程是:首先用波长λ 1 的光(擦除光) 照射,将存储介质由状 态A 转变到状态B。记录时,通过波长λ 2的光(写入光) 作二进制编码的信息写入,使被λ 2 的光照 射到那一部分由状态B 转变到状态A 而记录了二进制编码的“1”;未被λ 2 的光照射的另一部分仍为状态B ,它对应于二进制编码的“0”。 信息的读出可以用读出透射率变化的方法,也可以用读出折射率变化的方法。 读出透射率变化是利用波长λ 2 的光的照射,测量其透射率变化而读出信息的。当λ 2 的光照 射到编码为“0”处(状态B) 时,因吸收大而透射率很小。当λ 2 的光照射到编码为“1”处(状态A) 时,因无吸收而透射率大。从而根据透射率的大小能够测得已记录的信息。 读出折射率变化是利用波长不在两个吸收谱中的光的照射、测量其折射率的变化而读出信息的。这是由于吸收谱的变化必然会产生折射率的变化。但要测出状态A 和状态B 的折射率的不同,就要加厚记录介质的厚度。这样,写入光的能量密度和功率就要提高数倍。 三、主要有机光致变色体系简介

光致变色材料的研究及应用进展

Journal of Advances in Physical Chemistry 物理化学进展, 2018, 7(3), 139-146 Published Online August 2018 in Hans. https://www.360docs.net/doc/a87495368.html,/journal/japc https://https://www.360docs.net/doc/a87495368.html,/10.12677/japc.2018.73017 Research and Application Progress of Photochromic Materials Yue Sun College of Chemistry and Chemical Engineering, Southwest Petroleum University, Chengdu Sichuan Received: Aug. 5th, 2018; accepted: Aug. 18th, 2018; published: Aug. 27th, 2018 Abstract Photochromic materials, as an important subject in the field of high technology, have wide appli-cation value and development prospect. According to different types, this paper summarizes the research progress and related applications of organic photochromic materials, inorganic pho-tochromic materials and inorganic-organic hybrid photochromic materials, and briefly discusses the future development trend. Keywords Photochromatism, Research Progress, Application, Development Trend 光致变色材料的研究及应用进展 孙悦 西南石油大学化学化工学院,四川成都 收稿日期:2018年8月5日;录用日期:2018年8月18日;发布日期:2018年8月27日 摘要 光致变色材料作为当前高科技领域研究的重要课题,具有广阔的应用价值和发展前景。根据类型不同,本文分别综述了有机光致变色材料、无机光致变色材料以及无机–有机杂化光致变色材料的研究进展及相关应用,并对光致变色材料未来的发展趋势作了简要探讨。 关键词 光致变色,研究进展,应用,发展趋势

光致变色材料

光致变色材料 世界正因为有了颜色而五光十色,生活正因为有了颜色而变得多姿多彩,这一切都来自于大自然的馈赠和人类的聪明才智。随着科技一日千里,人类已经能用多种方式来表现颜色、应用颜色,其中变色材料的研制和应用给我们带来耳目一新的“多彩”生活。 在外界激发源的作用下,一种物质或一个体系发生颜色明显变化的现象称为变色性。光致变色是指一种化合物A受到一定波长的光照射时,可发生光化学反应得到产物B,A和B的颜色(即对光的吸收)明显不同。B在另外一束光的照射下或经加热又可恢复到原来的形式A。光致变色是一种可逆的化学反应,这是一个重要的判断标准。在光作用下发生的不可逆反应,也可导致颜色的变化,只属于一般的光化学范畴,而不属于光致变色范畴。 光致变色的材料早在1867年就有所报道,但直至1956年Hirshberg提出光致变色材料应用于光记录存储的可能性之后,才引起了广泛的注意。光致变色现象指的是化合物在受光照射后,其吸收光谱发生改变的可逆过程,具有这种性质的物质称为光致变色材料或光致变色色素。人们最熟知的就是通常感光照相使用的卤化银体系,分散在玻璃或胶片中的银微晶在紫外光照下成黑色,但在黑暗下加热又逆转,变成无色状态。目前,对光致变色的研究大都集中在二芳基乙烯、俘精酸酐、螺吡喃、螺嗪、偶氮类以及相关的杂环化合物上,同时也在继续探索和发现新的光致变色体系。研究光致变色材料最多的国家是美国、日本、法国等,日本在民用行业上开发比较早。 将光致变色色素加入透明树脂中,制成光变色材料,可以用于太阳眼镜片,国内在变色眼镜方面已开始应用。将光致变色色素与高聚物连接在一起,可以制成具有光变色性能的材料,在光电技术和光控装置中很有应用前景。用光致变色材料的涂料可以制作成各种日用品、服装、玩具、装饰品、童车或涂布到内外墙上、公路标牌和建筑物等的各种标示、图案,在光照下会呈现出色彩丰富、艳丽的图案或花纹,美化人们的生活及环境;可以做成透明塑料薄膜,贴到或嵌入汽车玻璃或窗玻璃上,日光照射马上变色,使日光不刺眼,保护视力,保证安全,并可起到调节室内和汽车内温度的作用;还可以溶人或混入塑料薄膜中,用作农业大棚农膜,增加农产品、蔬菜、水果等的产量。另一个重要的用途是用作军事上的隐蔽材料,例如军事人员的服装和战斗武器的外罩等。 近年来,将光致变色材料用于光信息存储、光调控、光开关、光学器件材料、光信息基因材料、修饰基因芯片材料等领域受到全球范围内的广泛关注。我国研究者利用新型热稳定螺噁嗪类材料进行可擦除高密度光学信息存储研究方面取得新进展。他们设计合成了一种具有良好开环体热稳定性的新型螺噁嗪分子SOFC。这类新型光致变色材料用于信息存储表现出良好的稳定性,而且可以进行信息的反复写入和擦除,并可应用于基于双光子技术的多层三维高密度光学信息存储,表现出很强的应用前景。

光致变色材料制备汇编

光致变色材料制备与合成 摘要:本文针对光致变色材料这一新型材料,综述了光致变色材料的变色原理及分类,并着重对含氧、氮、硫杂螺环结构的光致变色化合物研究进展,有机光致变色高分子材料的加工方法、性能优劣及研究进展进行了论述,最后对光致变色材料的应用前景进行了总结和展望。 关键词:光致变色有机光致变色材料含氧、氮、硫杂螺环结构的光致变色化合物 1 光致变色原理 光致变色现象[1](对光反应变色)指一个化合物(A)受一定波长( 1)光的照射,进行特定化学反应生成产物(B),其吸收光谱发生明显的变化;在另一波长( 2)的光照射下或热的作用下,又恢复到原来的形式: 严格意义上的光致变色化合物的主要结构形式有两种:1)光致变色材料分子作为侧链基团直接或通过间隔基与主链大分子相联;2)光致变色材料分子作为主链结构单元或共聚单元而形成聚合物但随着研究的不断深入,变色材料种类和结构形式也不断扩大,也有人认为将光致变色化合物添加到聚合物中形成聚合物的类型添加进来,但此种形式仍存在广泛争议 光致变色材料发展至今,按照不同判别标准其分类方式多种多样如果按照材料光反应前后颜色不同分类,可分为正光色性类和逆光色性类两种;而按照变色机理进行分类时,则可分为T类型和P类型;P类型材料的消色过程是光化学过程,有较好的稳定性和变色选择性[2]。 但应用最广泛的分类方法则是按照材料物质的化学成分进行分类,即分为无机化合物和有机化合物两大类 它主要有三个特点[3]:①有色和无色亚稳态问的可控可逆变化;②分子规模的变化过程;③亚稳态间的变化过程与作用光强度呈线性关系。光致变色反应中的成色和消色过程的速度和循环次数(即抗疲劳性)是其实际应用的决定性因素。 光致变色材料要想真正达到实用化,还必须满足以下条件: ①A和B有足够高的稳定性; ②A和B有足够长的循环寿命;

光致变色高分子材料

光致变色高分子材料 摘要光致变色高分子是一类新型的功能高分子材料这类材料经光照后, 其化学性能, 与物理性能特别是在颜色方面会发生可逆的变化本文对光致变色高分子的研究状况进行了较全面的综述, 文中对主要的光致变色高分子, 诸如聚甲亚胺型、硫卡巴踪型、偶氮苯型、苟二酮型、邃漆型和含螺结构型等进行了讨论。关键词:光致变色高分子原理种类合成应用 引言 高分子材料的研究与应用己给人类带来了巨大的益处, 迄今科学家们仍不遗余力开拓多种新型的高分子材料, 光致变色高分子材料就是近年来受到人们瞩目的新型功能高分子材料之一光致变色材料的研究始于本世纪初叶, 人们在对功能性染料的研究中发现多种物质在不同波长的光照射时呈现不同的颜色, 有的在可见光照射下产生颜色变化, 停止光照后又能回复原来的颜色这些现象引起高分子研究者的注意, 于是, 许多研究者们把光致变色的功能性染料引入到高分子的侧链或主链中, 或与高分子化合物共混, 从而开发出一系列具有光致变色特性的新型高分子材料功能性光致变色染料是小分子, 不便于制造成器件, 光致变色高分子恰恰在这方面有很大的优势, 因而更加促进了光致变色高分子的研究与开发。【1】 1 光致变色的基本原理 由于有机物质在结构上千差万异, 因而光致变色机理也多有不同宏观上可分为光化学过程变色和光物理过程变色两种。 光化学过程变色较为复杂, 可分为顺反异构反应、氧化还原反应、离解反应、环化反应以及氢转移互变异构化反应等等。 兹以侧链带偶氮苯的光致变色高分子为例, 这是典型的顺反异构变色机理在光作用下, 偶氮苯从稳定的反式转变为不稳定的顺式, 并伴随着颜色的转变, 后面我们将进一步说明。 关于光物理过程的变色行为, 通常是有机物质吸光而激发生成分子激发态, 主要是形成激发三线态, 而某些处于激发三线态的物质允许进行三线态一三线态的跃迁, 此时伴随有特征的吸收光谱变化而导致光致变色。

电致变色材料综述

电致变色材料制备技术综述 电致变色材料概述 电致变色是在电流或电场的作用下,材料发生可逆的变色现象。早在本世纪30年代就有关于电致变色的初步报道。60年代,Pkat在研究有机染料时,发现了电致变色现象并进行了研究。1969年,Deb发现在施加电压的情况下,MoO3和WO3具有电致变色效应,Deb 在此基础上进行了深入的研究并研制出了第一个薄膜电致变色器件。电致变色材料因为在智能窗(smart window)、汽车防炫后视镜、电致变色显示器等方向具有巨大的潜在应用价值,正受到越来越多的关注。波音公司最新的波音787梦想客机上就使用了电致变色旋窗设计,电致变色也正在走向产业化,具有广阔的市场前景。 目前电致变色材料主要包括两种,即无机电致变色材料和有机电致变色材料。许多过渡金属氧化物具有电致变色效应。普遍认为无机电致变色材料由于电子和离子的双注入和双抽出发生氧化还原反应而具有电致变色效应。根据材料是在氧化态或者还原态着色可分为还原态着色电致变色材料如W、Mo、V、Nb和Ti的氧化物和氧化态着色电致变色材料如Ir、Rh、Ni和Co等的氧化物。有些材料如V、Co和Rh的氧化物在氧化态和还原态均会呈现不同的颜色。普鲁士蓝也是一种具有多种变色特性的电致变色材料,能在暗蓝色、透明无色(还原时)、淡绿色(氧化时)等颜色之间转变。有机电致变色材料包括氧化还原型化合物如紫罗精,导电聚合物如聚苯胺、聚噻吩和金属有机螯合物如酞花菁等。无机电致变色材料由于化学稳定性好,制备工艺简单等优点,是人们研究的重点,WO3作为最早发现的一种电致变色材料,由于性能优越,价格低廉等优点,是研究最为详细的一种电致变色材料。

光致变色材料的应用发展历史

光致变色材料的应用发展历史 姓名:孙相龙学号:115050910092 近年来光致变色材料因其极高的潜在应用价值得到越来越多的关注,已经成为目前国际上重要的研究课题。光致变色材料不仅在光敏装饰、变色眼镜、数字显示等领域已经投入实用,而且其在光信息存储、光开关、全息超细显影、生物探针等高新科技领域有着非常诱人的诱人前景。 一、光致变色原理 光致变色是指化合物A在受到特定波长的光hv1的照射时,发生特定化学反应生成产物B,其吸收光谱或折射率发生明显的变化;在另一波长的光hv2照射下或者在热的作用下,B又回复到原来的形式A,其光致变色反应可用下式表示: 光致变色是一种可逆的化学变化,这是一个重要的判断标准。在光作用下发生的不可逆反应,也可导致颜色的变化,只属于一般的光化学范畴,而不属于光致变色范畴。光致变色材料的可逆变色过程可以由光物理效应机理或者光化学反应机理所引起。在光物理效应机理中,在吸收光子后物质内部的电子发生能级跃迁,或者固体中的离子发生迁移并改变价态,呈现不同的光谱吸收,因而导致光致变色。在光化学反应机理中,化合物吸收光子后电子跃迁到激发态,这可能并不引起光谱吸收变化,但随后发生的光化学反应则会导致吸收光谱的变化,从而呈现光致变色。光致变色反应中生色过程和褪色过程的速度、热稳定性以及抗疲劳性(可循环次数)是决定光致变色材料实际应用的重要因素。光致变色材料主要分为三大类,即有机光致变色材料、无机光致变色材料和无机-有机光致变色材料。 二、光致变色材料的应用发展 光致变色现象最早是在生物体内发现的,距今已经有一百多年的历史。1867年,Fritsche观察到黄色的并四苯在空气和光作用下的褪色现象,所生成的物质受热时重新生成并四苯。1876年,Meer报道了类似的现象,二硝基甲烷的钾盐在光照下发生颜色变化。1889年,Phipson将类似于锌屑白的油漆漆在大门上,白天变成黑色,晚间却变成白色,引起了制造商们的极大兴趣。1889年,Marekwald观察到有机化合物苯并叉(Benzo-l-Naphthrlidine)以及四氯代一蔡酮在日光或其它强光源照射下能从无色变成紫色,放回暗处后又恢复成原来的颜色,认为这是一种新现象并称之为光致变色(Photoropy)。今天,Photoropy己经被理解为光引发的生物体系中的变化现象,Photoropism则是指植物的向阳性。

光致变色材料及其应用前景

光致变色材料及其应用前景 一、光致变色材料 光致变色指的是某些化合物在一定的波长和强度的光作用下分子结构会发生变化,从而导致其对光的吸收峰值 即颜色的相应改变,且这种改变一般是可逆的。人类发现 光致变色现象已有一百多年的历史。第一个成功的商业应 用始于20世纪60年代,美国的Corning工作室的两位材 料学家Amistead和Stooky首先发现了含卤化银(AgX)玻璃的可逆光致变色性能[4],随后人们对其机理和应用作了大量研究并开发出变色眼镜。但由于其较高的成本及复杂的 加工技术,不适于制作大面积光色玻璃,限制了其在建筑 领域的商业应用。此后AgX光致变色的应用重心转向了价 格便宜且质量较轻的聚合物基材料,而各种新型光致变色 材料的性能及其应用也开始了系统研究。 二、原理 不同类型的光致变色材料具有不同的变色机理,尤其是无机光致变色材料的变色机理与有机材料有明显的区 别。光致变色材料典型无机体系的光致变色效应伴随着可 逆的氧化-还原反应,如WO3为半导体材料,其变色机理可用1975年由Faughnan提出的双电荷注入/抽出模型解释,

即在紫外光照射下,价带中电子被激发到导带中,产生电子空穴对,随后光生电子被W(VI)捕获,生成W(V),同时光生空穴氧化薄膜内部或表面的还原物种,生成质子H+,注入薄膜内部,与被还原的氧化物结合生成蓝色的钨青铜HxWO3,该蓝色是由于W(V)价带中电子向W(VI)导带跃迁的结果。另一种变色机理是Schirmer等在1980年所提出的小极化子模型,他们认为,光谱吸收是由于不等价的2个钨原子之间的极化子跃迁所产生,即注入电子被局域在W(V)位置上,并对周围的晶格产生极化作用,形成小极化子。入射光子被这些极化子吸收,从一种状态变到另一种状态,可简略表示如下:WA(V)-O-WB(VI)→WA(VI)-O-WB(V) 由于上述变化不会引起材料晶体结构的破坏,因此典型无机材料的光致变色效应具有良好的可逆性和耐疲劳性能。有机体系的光致变色也往往伴随着许多与光化学反应有关的过程同时发生,从而导致分子结构的某种改变,其反应方式主要包括:价键异构、顺反异构、键断裂、聚合作用、氧化-还原、周环反应等。以偶氮化合物为例,其光致变色效应基于分子中偶氮基-N=N-的顺-反异构反应,通常偶氮化合物顺-反异构体有不同的吸收峰,虽两者一般差值不大,但摩尔消光系数往往相差很大,另外,偶氮化合物还有明显的光偏振效应,即光致变色效果与光的偏振态有关。生物光致变色材料如细菌视紫红质等的感光效应也属于这

电致变色材料研究进展

电致变色材料研究进展 摘要电致变色材料是目前公认的最有发展前途的智能材料之一。本文简述了电致变色机理及特点,简要介绍了无机电致变色材料(WO3)和有机电致变色材料(氧化还原型化合物、金属有机螯合物、导电聚合物)这两种不同类型的变色材料,电致变色材料的应用前景和发展方向及其研究现状。 关键词电致变色无机电致变色材料有机电致变色材料应用现状 变色现象是指物质在外界环境的影响下,而产生的一种对光的反应的改变。这种现象普遍存在于自然界中,比如变色龙,它的体色会随着周围环境的变化而改变。人们感兴趣的是一类具有可逆变色现象的物质,即可利用一定的外界条件将它们的颜色进行改变并且在另外一种条件下将其还原。目前发现的变色现象主要有4 类: 电致变色、光致变色、热致变色和压致变色,其中又以电致变色研究得最为深入。 电致变色是指在外接电压或者电流的驱动下,物质发生电化学氧化还原反应而引起颜色变化的现象。即在外加电场作用下,物质的化学性能(透射率、反射率等)在可见光范围内产生稳定的可逆变化。其主要特点有以下几点:( 1) 电致变色材料中电荷的注入与抽出可以通过外界电压或电流的改变而方便地实现,注入或抽出电荷的多少直接决定了材料的致色程度,调节外界电压或电流可以控制电致变色材料的致色程度; ( 2) 通过改变电压的极性可以方便地实现着色或消色; ( 3) 已着色的材料在切断电流而不发生氧化还原反应的情况下,可以保持着色状态,即具有记忆功能。因此,电致变色材料应满足以下各个方面的要求: (1) 具有良好的电化学氧化还原可逆性; (2) 颜色变化的响应时间快; (3) 颜色的变化是可逆的; (4) 颜色变化的灵敏度高; (5) 有较高的循环寿命; (6) 有一定的记忆存贮功能; (7) 有高的机械性能和化学稳定性; (8) 有合适的微观结构。 自1969 年Deb 发现非晶WO3薄膜具有电致变色效应以来,电致变色薄膜材料以其特殊的性能成为了材料研究的热点之一,并且取得了一定的成果。70 年代电致变色器件的问世,80 年代美国科学家研究的“灵巧窗”都是在电致变色材料研究领域的重大突破。此后,人们又逐渐发现了其它一些电致变色材料,可以分为无机电致变色材料和有机电致变色材料。无机电致变色材料的性能稳定, 其光吸收变化是由于离子和电子的双注入和双抽出而引起的。有机电致变色材料的色彩丰富, 易进行分子设计, 其光吸收变化来自氧化还原反应。 无机电致变色材料 无机电致变色材料多为过渡金属氧化物或其衍生物。这是由于过渡金属元素在d 轨道有未成对的单电子存在。过渡金属元素离子一般易于着色, 且基态与激发态能量差较小。氧化物中金属的电子层结构不稳定, 在一定的条件下价态发生可逆转变, 形成混合价态的离子共存状态, 其颜色随离子价态和浓度的变化而变化。依据变色特性, 又可分为阴极电致变色材料和阳极电致变色材料。 1、阴极电致变色材料 在高价氧化状态无色, 在低价还原状态着色的电致变色材料称为阴极电致变色材料, 主要包括?B 族的WO3、MoO3 及其混合材料, 以及V2O5、Nb2O5、TiO2、BiO3等。其中,最典型的就是WO3,它是最早被发现具有电致变色特性的,也是研究得最为广泛和深入的一

光致变色材料

光致变色材料 Photochromic materials 摘要:光致变色的应用前景非常广阔,如信息存储原件、装饰和防护包装材料、自显影全息记录照相、国防上的用途等。因此,综述这些年涌现的光致变色新材料,分析他们的制备方法、性能。 关键词:光致变色材料应用 Abstract: Application prospect of photochromism is very broad, such as information storage, materials of the original decorative and protective packaging, automatic developing holographic recording camera, the use of national defense. Therefore, this article summarizes the emergence of new photochromic materials in these years, preparation methods and properties of them were analysed. Key words:photochromic materials application 1 引言 光致变色指的是某些化合物在一定的波长和强度的光作用下分子结构会发生变化,从而导致其对光的吸收峰值即颜色的相应改变,且这种改变一般是可逆的。光致变色化合物分为两类:第一类是有机光致变色化合物,如螺毗喃类、二芳基乙烯类、偶氮苯类、俘精酸醉类。第二类是无机光致变色化合物,如过渡金属氧化物、金属卤化物、稀土配合物。光致变色材料由于其在光能量转换、光学镜片、汽车挡风玻璃、光学防伪、装饰材料等方面的应用越来越普及,以及在光信息存储、光记录和光开关等领域显示出巨大的潜在应用前景而受到关注。目前在中国发展迅猛。笔者综述了几种光致变色材料,探讨目前光致变色材料的合成。 2 .1光致变色材料简介 2.1.1硝化纤维素键合螺口恶嗪光致变色材料 螺口恶嗪是一类光化学性质较为优异的光致变色化合物,在紫外光照射下,螺C-O键发生断裂,生成在长波区域吸收的开环显色体部花菁结构,实现SP-MC结构的转变。 该种实验采用接枝共聚反应,将螺口恶嗪基团以共价键形式连接在硝化纤维素高分子上,得到了一种新型的光致变色高分子材料,考察了新材料的光致变色行为。

光致变色

光致变色材料的制备用途和国内外进展综述 应用化学085班王建峰 学号:0802010504 摘要:近年来,将光致变色材料广泛用于光信息存储、光调控、光开关、光学器件材料、光信息基因材料、修饰基因芯片材料等领域受到全球范围内的广泛关注。本文简单介绍了光致变色材料材料的制备,用途和国内外最新的进展,希望通过本文更一步了解光致变色材料的一些科研知识,为以后的研究实验做好参考。 关键词:光致变色、进展、制备方法、用途 光致变色指的是某些化合物在一定的波长和强度的光作用下分子结构 会发生变化,从而导致其对光的吸收峰值即颜色的相应改变,且这种改变一般是可逆的。人类发现光致变色现象已有一百多年的历史。第一个成功的商业应用始于20世纪60年代,美国的Corning工作室的两位材料学家Amistead和Stooky首先发现了含卤化银(AgX)玻璃的可逆光致变色性能[4],随后人们对其机理和应用作了大量研究并开发出变色眼镜。但由于其较高的成本及复杂的加工技术,不适于制作大面积光色玻璃,限制了其在建筑领域的商业应用。此后AgX光致变色的应用重心转向了价格便宜且质量较轻的聚合物基材料,而各种新型光致变色材料的性能及其应用也开始了系统研究。 一、光致变色材料的分类 二、 1、有机光致变色化合物 有机光致变色材料种类繁多,反应机理也不尽相同,主要包括: ①键的异裂,如螺毗喃、螺唔嗓等;

②键的均裂,如六苯基双咪哇等; ③电子转移互变异构,如水杨醛缩苯胺类化合物等; ④顺反异构,如周蔡靛兰类染料、偶氮化合物等; ⑤氧化还原反应,如稠环芳香化合物、哗嗓类等; ⑥周环化反应,如俘精酸配类、二芳基乙烯类等。下面介绍几种主的 有机类光致变色化合物。 光致变色材料 (l)螺毗喃类:螺毗喃是有机光致变色材料中研究和应用最早、最广泛的体系之一,在紫外光照射下,无色螺毗喃结构中的C一O键断裂开环,分子局部发生旋转且与叫噪形成一个共平面的部花青结构而显色,吸收光谱相应红移。在可见光或热的作用下,开环体又能回复到螺环结构。C一O键的断裂时间处于皮秒级,变色速度极快。但是部花青在室温下存放几分钟至几小时就会自动转化为无色的螺环结构,另外,在叮逆过程中会发生光化学副反应,从而影响可逆转化的循环次数,这些不足限制r螺毗喃在光分子开关方面的应用。 (2)俘精酸醉类:俘精酸醉是芳取代的二亚甲基丁二酸配类化合物的统称,是最早被合成的有机光致变色化合物之一。1999年,Kiji等报道了通过1,4一双杂环取代的丁炔一1,4-二醇的碳基化的方法来合成双杂环俘精酸醉化合物。反应以Pd为催化剂,在高温高压下进行。该方法开辟了一条合成双杂环俘精酸配的新路径,但合成条件苛刻,难以推广。闻起强等困首次报道了通过两步传统的Stobbe缩合反应合成双峡喃俘精酸酥化合物。其所得结果与Kiii报道的不同之处在于:K巧i方法所得的双杂环俘精酸醉化合物的结构为22式,而同起强等合成的双吠喃俘精酸酥化合物的结构为EE 式,两个反应中心的距离分别是0.3394nm和0.34O6nm,有利于光致变色周环化反应的发生。此目标产物和成色体的最大吸收峰分别为368nm和 489nln,在一定的实验条件下仅观察到成色体和开环体之间的转化,这预示着此化合物可能具有良好的抗疲劳性能。

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