什么是光致变色?

作者: meilin
位于: 五金化工

光致变色(或对光反应变色)是一种颜色可逆变化,常用于描述存在紫外线(UV)、可见光和红外光(IR) 时颜色变化过程。这种现象最常见于过渡透镜,如在户外阳光下变深,并在室内光下变清澈的眼镜片。光致变色物质在有特定光线的情况下表现为颜色改变,如激活过渡透镜的紫外线等。这种现象的发生与响应波长辐射的分子材料具有吸收特性有关。不同材料有对应的透射光谱特征,会在光度变化时改变

对这种现象的精确理解是由德国有机化学家威利博士(Willi Marckwald)最早发现的。尽管其他人早在1867年就观察到光致变色现象,但威利博士在光下研究苯并-1-萘甲酸和四氯-1,2-酮-萘酮的行为时确定了它的存在。

简而言之,光致变色是指暴露在光下的一种化合物转变成另一种化合物。在没有光时,它变回原来的化合物。这种情况也被称为前后反应。

有机和人造化合物都能发生颜色变化,并且也发生在自然界。尽管材料暴露于紫外线辐射造成的永久改变颜色,会使光致变色不可逆转,但可逆性是评判这一过程的关键标准。

众多光致变色分子被归为许多类,其中包括螺吡喃、二芳基乙烯和光致变色醌等。无机光色材料包括银、氯化银和锌卤化物。氯化银是一种经常用于生产变色镜片的化合物。

超摩尔化学领域还有其它光致变色应用,如通过观察光致变色转换表明分子转换等。三维光学数据存储也使用光致变色,以产生维持太字节数据的内存磁盘能力。此外,许多产品还用这种变化创造出有吸引力的玩具、纺织品和化妆品。

观察光谱特定部分的光致变色带,能无损监控与光相关的过程和转换。例如,纳米技术在生产薄膜时依赖光致变色。这种影响能将薄膜表面的着色反应关联起来,可用于任意数量的光线或材料薄膜应用。例如,包括半导体、过滤器、以及其他表面处理技术在内的应用等。

一般情况下,光致变色系统是基于发生在明显不同吸收光谱之间状态的单分子反应。该过程通常是热辐射过程和可见光的可逆改变。在消费品和工业技术中应用这种光致变色,需要将这些自然分子变成理想的光传输,并吸收大量理想效果。产品和技术的能带功能通过光、材料和元素之间的感色修改得到大大加强。