光致变色材料的制备及表征
一种光致变色水凝胶的合成与表征
将 ３ｇⅣ异丙 基丙烯酰胺 （ ＩＡ 溶 于 ２ ． ＮＰ Ｍ） ８ｇ 去离子水 中， 形成透 明的溶液 。将 质量浓度为 ２ ％
的 ２ｍ Ｌ光 交联 引发 剂 Ｏ酮戊 二 酸水 溶 液加 入 上 述 ｔ ．
收稿 日期：２ １ － ２— ６ ０１ ０ １ 作者简介：谭连江 （９ ３一） 浙 江人 ， 海交通 大学化 学化工 学院 １８ ， 上
的闭环结 构 ¨ 。这种 开 环 一闭环 的 可逆 变 化 是产 生 光致变 色 现象 的根 本原 因 。普 通螺 吡 喃在水 中的 溶解 度较 低 ， 限制 了其 在 生 物 方 面 的应 用 。在 实 这
实验试 剂 厂提供 ； Ⅳ． 烯 基 吡 咯 烷 酮 和 ｔ 酮 戊 二 酸 ， 国 乙 ｌ ｔ一 美 Ａｄ ｃ 司提供 ； ｌｒｈ公 ｉ
以及 包括 光敏 在 内 的多 重 响 应 的水 凝 胶 ， 些 水 凝 这
１ 实 验
１ １ 材料 ．
胶都带有如偶氮苯之类的生色团。在受到紫外或可
见光 的照 射 时 ， 水凝 胶 中 的生 色 团发生 异构 化 ， 而 从
Ⅳ一 丙基 丙烯 酰胺 （ ＩＡ ， 异 ＮＰ Ｍ） 比利 时 Ａ ｒｓ ｃｏ 公
第２ ６卷 第 １期 ２ １ 年 ３月 ０１
合
成
技
术
及
应
用
Ｖｏ － ６ Ｎｏ １ ｌ２ ．
Ｍ ａ ． ２０１ ｒ １
Ｓ ＹＮＴ Ｃ ＨＥｎＣ ＴＥ ＨＮ０Ｌ ＯＧＹ ＡＮ ＡＰ Ｕ Ｃ Ｄ Ｐ Ａ ｎＯＮ
一
种 光 致变 色水 凝 胶 的合 成 与表 征
谭连 江 刘水 平 陈彦模 万锕俊 ， ， ，
Ⅳ， Ⅳ一 亚甲基双丙烯酰胺 （ Ｉ） ＢＳ 和无水 乙醇 ， 国
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。
《有机光致变色材料》课件
通过调整制备工艺参数，如温度、压力、 浓度等，来优化有机光致变色材料的性能 。
04
有机光致变色材料的实际应用案例
显示器件
1 2
显示器原理
有机光致变色材料在受到光照时，分子结构发生 变化，导致颜色改变，从而实现显示效果。
优势与特点
有机光致变色材料具有高对比度、快速响应、低 能耗等优点，适用于动态显示和柔性显示领域。
降低有机光致变色材料的生产成本，使其 更具有市场竞争力。
颜色变化范围限制
拓展有机光致变色材料的颜色变化范围， 以满足不同应用领域的颜色需求。
反应速度与灵敏度
提高有机光致变色材料的反应速度和灵敏 度，使其能够更快地响应外界刺激。
解决策略与建议
加强基础研究
深入探索有机光致变色材料的反应机理 和性能优化途径，为解决上述挑战提供
3
应用场景
可应用于手机、平板电脑、智能手表等移动设备 的显示屏，以及公共信息展示、广告牌等商业显 示领域。
信息存储
01
02
03
信息存储原理
利用有机光致变色材料的 可逆颜色变化特性，将信 息编码为不同的颜色状态 ，从而实现信息的存储。
优势与特点
有机光致变色材料具有高 稳定性、耐久性及可重复 读写性，能够在常温常压 下实现稳定的信息存储。
添加剂
某些添加剂可以改善有机光致变色材料的 性能，如提高稳定性或改变变色效果。
性能优化方法
分子设计
掺杂技术
通过分子结构设计，调整有机光致变色材 料的性能参数，提高灵敏度和稳定性。
将其他物质掺杂到有机光致变色材料中， 以改善其性能或产生新的功能特性。
表面处理
制备工艺优化
对有机光致变色材料的表面进行物理或化 学处理，提高其耐久性和响应速度。
光致变色材料的研究及应用进展
光致变色材料的研究及应用进展光致变色材料的研究一直是材料科学领域的热点之一、其中最常见的光致变色材料是所谓的“可逆光致变色材料”，它们可以根据外界光照的强度和波长，发生可逆的颜色变化。
这些材料中最重要的一类是热致变色材料，它们能够通过吸收光能量来改变分子结构，从而实现颜色的调控。
具体来说，当这些材料受到短波光照射时，其分子内部的电子会发生跃迁，从而导致分子结构的改变，进而导致颜色的变化。
近年来，光致变色材料的研究进展迅速。
一方面，研究人员发现了越来越多的新型光致变色材料，并对其性质和机理进行了深入研究。
例如，一种名为“钙钛矿”的材料在光致变色方面表现出了很高的潜力。
由于其特殊的晶体结构，钙钛矿材料可以通过光致变色来实现对太阳能的高效转换。
另一方面，研究人员也致力于改进光致变色材料的性能，以提高其应用的可行性。
其中一个主要的挑战是提高材料的稳定性，以保证其变色性能的持久性。
为此，研究人员通过控制材料的晶体结构、添加稳定剂等方式，有效提高了光致变色材料的稳定性。
除了在材料研究方面的进展，光致变色材料的应用领域也得到了快速发展。
其中一个重要的应用领域是可视化光学器件。
例如，光致变色材料可以用于制造可调光度的镜头。
通过对光致变色材料施加外部光源，镜头的光学参数可以进行调节，从而实现对光的传播和聚焦的控制。
这种能够实现实时调整的光学器件在光学通信、光学成像等领域有着广泛的应用前景。
此外，光致变色材料还可以用于制造可调光罩、可反射屏等光学器件，以及可调光度的眼镜、墙纸等消费品。
另一个重要的应用领域是可穿戴技术。
光致变色材料可以用于制造智能显色眼镜、智能表带等可穿戴设备。
这些设备中的光致变色材料可以根据所处环境的不同，改变自身的颜色和透明度，从而提供更好的使用体验。
例如，智能显色眼镜可以根据光照的强度和波长，调整镜片的光透过率，从而达到护眼和保护视力的效果。
通过光致变色材料的应用，可穿戴技术的功能性和舒适性得到了极大的提升。
静电纺光致变色PMMA纤维的制备与表征
的 研 究 结 果 表 明 ，Ｐ可 以通 过 络 合 反 应 与 Ｐ ｓ ＭＭＡ结 合 。通 过 扫 描 电镜 （ Ｅ 的 观察 可 以看 出 ，Ｐ的加 入对 Ｐ Ｓ Ｍ） ｓ ＭＭＡ 纤 维 的
形态结构 几乎没有影 响。紫外 可见光谱 以及 紫外光 照后 的颜色变化观察 的结果表明 ，Ｐ的加入使 Ｐ ｓ ＭＭＡ纤维具备了良好
２ ０
合 成 技 术 及 应 用
第２ ５卷
Ｎｃｌ ， 国） ｉｏ ｔ美 ｅ 对静 电纺 Ｐ ＭＭＡ纤 维 膜进 行 测试 ； 利 用 Ｊ Ｍ一５ ０ Ｌ 扫 描 电子 显 微镜 （ ｉｏ ， Ｓ ６０ Ｖ Ｎｋ ｎ 日本 ） 观
察 纤维 的形 貌 ； 用 Ｔ 使 Ｕ一１０ ９ 光 束 紫 外 可见 分 １双
谭 连 江 刘 水 平 万锕 俊 ， ，
（ ．上 海 交 通 大 学 化 学 化 工 学 院 １ 上海 ２０ ４ ２ ０ ２ ０；．东 华 大 学 纤 维 材 料 改 性 国家 重 点 实 验 室 上海 ２ １２ ） ０ ６ ０
摘
要 ：使 用静 电 纺 丝 的 方法 制 备 了一 种含 有 硝 基 螺 吡 哺 （ Ｐ 的具 有 光 致 变 色 特 性 的 Ｐ Ｓ） ＭＭＡ纤 维 。红 外 光谱 （Ｒ） Ｉ
溶液 通过 静 电纺 制 备 纤 维 ， 利 用 红 外 光 谱 （ Ｔ 并 Ｆ一 Ｉ ） 扫 描 电镜 （ Ｅ 、 Ｒ Ｓ Ｍ） 紫外 可见光 谱 （ Ｖ—ｖ ｓ 、 Ｕ ｉ） 接 触 角 等测试 手 段 对 Ｐ ＭＭＡ纤 维 的形 态 结 构 和 光 致
， 、
电场力 。当 电场 力 施 加 于 液 体 的 表 面 时 ， 产 生 一 将 个 向外 的力 ， 于一 个半 球形 状 的液滴 ， 个 向外 的 对 这
光致变色材料的原理
光致变色材料的原理光致变色材料是一种特殊的材料，其在受到光照射后可以发生颜色的改变。
这种材料广泛应用于各个领域，如光学器件、传感器、显示屏等。
那么，光致变色材料的原理是什么呢？本文将介绍光致变色材料的原理以及其应用。
光致变色材料的原理主要涉及两个基本概念，即光激发和分子结构变化。
当光照射到材料表面时，光激发会引发材料内部的能级变化，激发内部分子的电子跃迁。
这种激发状态的电子在发生跃迁后返回基态时，会排放出特定波长的光。
在光致变色材料中，分子结构的变化是导致颜色变化的关键。
当光照射到材料上时，分子结构会发生变化，使得材料的吸收光谱发生了改变。
这一变化可以通过调控材料中的某种基团或分子的构象来实现。
在不同的构象下，材料对光的吸收和反射的波长也会发生变化，进而表现出不同的颜色。
光致变色材料的分子结构设计是实现颜色变化的关键。
通过设计材料的分子结构和成分，可以达到对光照射的响应度、光敏度和变色效果的控制。
一些光致变色材料利用分子结构的变化来改变电子云的分布和晶格结构，从而实现颜色的变化。
在实际应用中，光致变色材料具有广泛的应用前景。
首先，它们可以应用于光学器件中，如光开关和可调光红外滤波器。
其次，光致变色材料还可以用作传感器，用于检测特定的光谱变化。
例如，某些材料对特定波长的光具有高敏感性，当环境中的光照强度变化时，这些材料的颜色也会发生相应的变化，从而实现对环境变化的敏感探测。
此外，光致变色材料还可应用于显示技术领域。
相比传统显示技术，光致变色材料能够实现更加灵活多样的颜色变换。
有些光致变色显示器可以调整颜色饱和度和亮度，以满足用户对显示效果的不同需求。
总结起来，光致变色材料利用光激发和分子结构变化的原理，实现了材料颜色的变化。
通过合理设计材料的分子结构和成分，可以实现对材料颜色变化的控制。
这一技术在光学器件、传感器和显示技术等领域具有广泛的应用前景。
随着科技的不断进步，光致变色材料将会有更加广泛的应用。
光致变色材料变色机理
光致变色材料变色机理光致变色材料（photochromic materials）是一种特殊的功能性材料，它可以在受到光照后发生颜色变化。
光致变色材料广泛应用于光学领域、电子显示器、光敏材料等领域。
光致变色材料的变色机理是通过光激发引起分子结构的变化，从而改变材料的吸收光谱和反射光谱。
光致变色材料的变色机理主要涉及两个过程：光激发和结构变化。
当光致变色材料受到光照时，光子的能量被吸收，使材料中的分子发生激发态跃迁。
这个过程是通过分子内部电子的激发和跃迁来实现的。
在激发态下，分子的电子能级结构发生变化，使得材料的吸收光谱和反射光谱发生变化，从而引起颜色的变化。
在光激发过程中，光致变色材料的分子结构发生了变化，这是光致变色的基础。
光致变色材料中常见的机理有分子内转位、电荷转移和分子间转位等。
其中，分子内转位是最常见的机理。
分子内转位是指分子内部的某个原子或基团发生位置的变化，从而引起分子整体结构的变化。
这种结构变化会导致分子的吸收光谱和反射光谱发生变化，从而使材料的颜色发生变化。
光致变色材料的变色机理还与分子的共振结构有关。
共振结构是指分子的共轭体系和其他共振效应。
共轭体系是指一系列相邻的双键或多键的存在，从而形成一个共轭体系。
共轭体系可以使分子的π电子发生共振，从而改变分子的电子能级结构和光学性质。
光致变色材料中的共振结构可以通过激发光的吸收和运动来改变，从而引起颜色的变化。
除了共振结构，光致变色材料的变色机理还与分子的键长、键角和环境等因素有关。
这些因素可以影响材料的电子能级结构和分子的运动性质，从而使材料的吸收光谱和反射光谱发生变化。
因此，光致变色材料的变色机理是一个复杂的过程，需要综合考虑多种因素的影响。
总结起来，光致变色材料的变色机理是通过光激发引起分子结构的变化，从而改变材料的吸收光谱和反射光谱。
这一过程涉及到光激发和结构变化两个方面，其中结构变化又受到分子的共振结构、键长、键角和环境等因素的影响。
光致变色材料
光致变色材料光致变色材料是一种特殊的材料，它能够在受到光照的作用下发生颜色的变化。
这种材料通常被应用在光学器件、显示屏、传感器等领域，具有广泛的应用前景。
光致变色材料的研究和开发已经取得了一定的进展，但仍然面临着一些挑战和难题。
本文将对光致变色材料的基本原理、应用领域以及未来发展方向进行介绍和探讨。
光致变色材料的基本原理是通过吸收光能量，从而改变材料的电子结构，进而引起颜色的变化。
这种材料通常包括有机化合物、无机化合物以及复合材料等。
在受到光照后，这些材料的分子或者晶格结构会发生变化，从而导致颜色的改变。
这种变色的过程是可逆的，即当光源消失时，材料的颜色会恢复到原来的状态。
光致变色材料的基本原理为其在光学器件和显示屏等领域的应用提供了可能。
在光学器件方面，光致变色材料可以用于制备可调节光学滤波器和光学镜片。
通过控制材料的光致变色特性，可以实现对光的波长和强度进行调节，从而实现滤波和调焦的功能。
这种材料在激光器、相机镜头等光学器件中有着广泛的应用前景。
同时，光致变色材料还可以用于制备光学存储介质，通过控制材料的变色状态，可以实现信息的存储和读取。
在显示屏方面，光致变色材料可以用于制备可变色显示屏和全彩显示屏。
通过控制材料的光致变色特性，可以实现显示屏的颜色和亮度的调节，从而实现高分辨率和高对比度的显示效果。
这种材料在电子产品、智能手机、平板电脑等显示设备中有着广泛的应用前景。
同时，光致变色材料还可以用于制备光电调制器件，通过控制材料的变色状态，可以实现光信号的调制和解调。
在传感器方面，光致变色材料可以用于制备光学传感器和光电探测器。
通过控制材料的光致变色特性，可以实现对光信号的探测和转换，从而实现光信号的测量和检测。
这种材料在光通信、光电子、光生物学等领域有着广泛的应用前景。
同时，光致变色材料还可以用于制备光敏材料，通过控制材料的变色状态，可以实现光照强度和光谱的测量和检测。
未来，光致变色材料的研究和开发将会朝着多功能、高性能、低成本的方向发展。
《有机光致变色材料》课件
光电显示领域的应用
有机光致变色材料被广泛用 于光电显示器件中，例如电 子纸、显示屏和投影仪等。 这些材料可以实现高对比度 和低功耗的显示效果。
智能材料领域的应用
有机光致变色材料可以用于 制造智能材料，如智能窗户 和智能纺织品。通过对外界 光照的感应，材料可以自动 调节透光度和颜色。
传感器领域的应用
某些有机光致变色材料具有 敏感响应特性，可用于制造 传感器。这些材料可以根据 外界光照或其他信号变化来 输出电信号，实现对环境的 检测和监测。
典型的有机光致变色材料
一些常见的有机光致变色材料包括螺菌红色素、三苯胺、吡咯烷酮等。它们具有不同的变色 机制和应用特点。
工艺流程
1
制备方法
有机光致变色材料的制备方法包括化学合成、溶液法合成和聚合法等。不同方法 能够得到具有不同性质和应用的材料。
2
工业生产中的应用案例
许多公司已经将有机光致变色材料应用于电子纸、光电显示器件和智能窗户等领 域，取得了良好的应用效果。
有机光致变色材料
有机光致变色材料是一种具有颜色变化特性的化学物质，广泛应用于光电显 示、智能材料和传感器领域。本课件将介绍有机光致变色材料的概述、工艺 流程、原理与机制、应用以及未来发展前景。
概述
定义和作用
有机光致变色材料是指能够在外界光照下发生颜色变化的有机化合物。它们可以用于设计光 电显示器件、智能材料和传感器等。
展望
1 有机光致变色材料的发展前景
2 有机光致变色材料的未来应用场景
随着科学技术的进步和应用需求的增加， 有机光致变色材料将会迎来更广阔的发展 空间。在光电显示、智能材料和传感器领 域，有机光致变色材料将发挥更重要的作 用。
未来，有机光致变色材料有望应用于Байду номын сангаас多 领域，如智能家居、光学设备和医疗器械 等。这些材料将带来更多创新和便利。
光致变色材料
光致变色材料
光致变色材料是一种特殊的材料，它可以在受到光照或其他外界刺激时，发生颜色变化的现象。
这种材料具有广泛的应用领域，例如光学、电子、感光等领域。
光致变色材料的种类繁多，下面我们将主要介绍几种常见的光致变色材料。
第一种是溶胶凝胶材料。
溶胶凝胶材料是由胶体微粒组成的材料，其特点是微粒分散在溶胶中，并形成三维网络结构。
这种材料对于外界光的吸收和散射具有较好的效果，可以实现颜色的变化。
第二种是有机染料。
有机染料是一种有机化合物，能够吸收特定波长的光并发生颜色变化。
有机染料的颜色变化可以通过改变其结构来实现。
以溶液的形式存在的有机染料具有吸光性和发光性，广泛应用于化妆品、食品等领域。
第三种是金属氧化物材料。
金属氧化物材料是利用金属离子和氧化物离子之间的相互作用来实现颜色变化的材料。
金属氧化物材料除了具有颜色变化的特点外，还具有优良的光学性能和机械性能，因此在光学器件、显示器件等领域得到广泛应用。
第四种是稀土材料。
稀土材料是指以稀土元素为主要成分的材料，其中包括氧化物、硫化物等。
稀土材料具有丰富的电子能级结构和多种束缚态，因此可以通过外界的光激发来实现颜色变化。
光致变色材料除了上述几种常见的材料外，还有很多其他类型
的材料，例如光致变色高分子材料、光致变色液晶材料等。
光致变色材料的应用领域非常广泛，可以应用于智能窗、显示器件、传感器等领域。
光致变色材料在未来的发展前景十分广阔，将会成为科技领域的热点研究方向。
光致变色材料的原理和应用
光致变色材料的原理和应用光致变色材料是指在外界光照或激发源作用下，其颜色表现出可逆可见的变化的材料。
光致变色材料的原理可以分为两类：分子极化和电子跃迁。
第一类原理是分子极化。
光致变色材料中的分子可以通过光照或激发源的作用，发生分子级的极化效应，从而改变其分子的几何结构和分子内电子的分布情况。
分子级的极化效应可以引起材料的各向异性变化，从而改变了材料对入射光的吸收和散射。
这种极化效应可以通过外加电场来调控，从而实现光致变色材料的可逆变色。
例如，液晶材料就是一种典型的通过分子极化实现光致变色的材料。
液晶分子可以在电场调控下发生极化排列，从而改变其吸收和散射特性，实现了液晶显示技术。
第二类原理是电子跃迁。
光致变色材料中的分子可以通过吸光过程，将光子能量转化为电子激发能量。
这些激发态的电子可以跃迁到不同的能级，从而改变分子的电子结构和键的状态，导致材料的颜色发生变化。
光致变色材料中，这种电子跃迁常常发生在有机分子、稀土离子和过渡金属离子等层状结构上。
例如，一些金属有机骨架材料(MOMs)在吸收紫外光后，会引起金属离子周围电子能级的变化，从而发生可逆的电子跃迁和颜色变化。
光致变色材料具有广泛的应用前景。
首先，光致变色材料可以用于光学器件领域。
将光致变色材料制成光电开关、调制器等器件，可以实现对光的调节和控制，具有潜在的应用于光通信、光存储等领域。
其次，光致变色材料可以应用于可穿戴设备和智能纺织品领域。
通过将光致变色材料内置于材料中，使其能够对外界的光照作出响应，可以实现智能控制，例如调节材料的透明度、颜色等，满足不同环境需求。
此外，光致变色材料还可以应用于智能建筑和自适应眼镜等领域，实现对能量的调控和管理。
光致变色材料还有其他一些潜在的应用。
例如，光致变色材料可以用于温度传感器。
由于光致变色材料对光照响应灵敏，其颜色的变化可以用来测量温度的变化。
另外，光致变色材料还可以用于光学存储领域。
通过利用光致变色材料的光致变色性质，可以实现对信息的写入和读取，从而应用于高密度存储。
光致变色材料发展历程
光致变色材料发展历程光致变色材料是一种能够通过光照射而引起颜色变化的材料。
光致变色现象最早被发现于考古文物之中，古埃及人使用另一种名为珍珠石的光致变色材料制作出能够变色的首饰。
然而，直到18世纪末，人们才开始对光致变色现象进行深入研究。
19世纪初，光学家们开始着手研究光致变色现象。
1811年，德国科学家J.W. Ritter首次发现了光致变色的现象，并将其命名为“光致变色”。
随后的几十年里，一些材料的光致变色特性被逐渐揭示出来，比如银酸镉晶体和溴化银晶体。
20世纪初，光致变色材料的研究进入了一个新的阶段。
在这个时期，科学家们开始集中研究银盐光致变色材料，并取得了重要进展。
1914年，德国科学家布拉克发现了溴化银晶体在光照射下会发生颜色变化的现象，并提出了光致变色的理论解释。
随后几年里，科学家们陆续发现了其他一些银盐光致变色材料，比如溴化银和碱金属卤化物。
20世纪中期，随着化学技术的进步，光致变色材料的研究进入了一个新的阶段。
科学家们开始利用有机化合物来制备光致变色材料。
1950年，荷兰科学家恩克发现了一种名为天青石的材料，在紫外光照射下会从紫红色变为蓝色。
这一发现引起了科学界的广泛关注，促使更多科学家们进行了类似的研究。
20世纪后半叶，随着光致变色材料研究的深入发展，越来越多的光致变色材料被发现并广泛应用于各个领域。
1979年，美国化学家杜奇发现了一种具有独特光致变色性质的配合物——奈菲琥珀酰亚胺银（NIA-Ag）。
这一发现被视为光致变色领域的重大突破，为光致变色材料的研究提供了新的思路和方法。
近几十年来，光致变色材料的研究得到了长足的发展。
科学家们通过改变材料的组成和结构，成功合成出多种光致变色材料，包括有机材料、无机材料、聚合物材料等。
同时，随着纳米技术的突破，纳米尺度下的光致变色材料也逐渐得到了广泛研究和应用。
如今，光致变色材料已广泛应用于颜料、染料、涂料、电子显示器件等各个领域。
典型应用包括智能玻璃、光学显微镜、电子纸等。
光致变色高分子材料
主要的光致变色高分子
1 甲亚胺类光致变色高分子 甲亚胺类体系光致变色的原理如下,
甲亚胺基邻位羟基氢( I) 的分子内迁移形成反式酮 (Ⅲ) , 反式酮(Ⅲ) 热异构化为顺式酮(Ⅱ ) , 顺式酮 (Ⅱ) 通过氢的热迁移又能返回顺式醇(I )。 小分子量的聚甲亚胺光致色变不明显, 这是由于反 式酮与顺式烯醇的共轭体系均不大,两者的吸收光 谱之间差别不大。而当分散在聚苯乙烯, 聚甲基丙 烯酸甲酯和聚碳酸酯介质中时, 其热褪色速率比相 应溶液中大为降低, 这是由于聚合物介质限制了褪 色反应, 有不同自由体积的结果。通过合成叉替苯 胺的不饱和衍生物再与苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯 (MMA )等单体共聚就可制得光致变色共聚物, 从 而使主链含有(Ⅳ) 或(Ⅴ) 结构。这类光致变色高 分子的基态最大吸收波长在480nm 左右, 激发态 波长(最大吸收波长, 以下同) 在580nm 左右, 50% 褪色时间为几十至几千秒。
3 硫堇、噻嗪类光致变色高分子 噻嗪类体系光致变色的原理是噻嗪分 子的氧化还原反应所致
亚甲基蓝等硫堇染料(MB+ ) 在二价铁离子 等还原剂的作用下, 光致变色为无色或白色 的白硫堇染料MBH。消色反应过程实际上 先变为半醌式的中间体MB· ; 而MB· 快速歧 化为无色的MBH 和有色的硫堇染料MB+ 。 发色反应则是MBH 在Fe3+的氧化下变为半 醌式中间体MB· , 最后被氧化为深色的硫堇 染料MB+
7 二芳杂环基乙烯类光致变色高分子 芳杂环基取代的二芳基乙烯类光致变 色化合物普遍表现出良好的热稳定性和耐 疲劳性,芳杂环基取代的二芳基乙烯具有一 个共轭的六电子的己三烯母体结构, 和俘精 酸酐类似, 它的光致变色也是由于基于分子 内的环化反应
二芳基乙烯化合物的合成及光致变色性能研究
经无水四氢呋喃稀释的化合物 ３ꎬ并于 － ７８ ｏ Ｃ 下
反应 ２ ｈꎬ提至室温搅拌过夜ꎬ加水淬灭ꎬ石油醚萃
取 ３ 次ꎬ有机相合并ꎬ干燥ꎬ浓缩ꎬ利用硅胶柱色谱
( 洗脱剂:二氯甲烷 / 石油醚 ＝ ２ / １) 分离提纯ꎬ获
２１３
单元闭环体吸收峰ꎬ溶液的颜色由无色变成黄色ꎬ
２ １ ２ 化合物 ２ 的合成
称取 ３ １２ ｇ 的化合物 １ 和 １ ３ ｍＬ 苄基氯ꎬ
加入 Ｓｃｈｅｌｅｎｋ 反应瓶中ꎬ再加入二氯乙烷溶剂和
浓度为 ２ ｍｏｌ / Ｌ 的碳酸钠水溶液ꎬ最后加入 ２３０
ｍｇ 四三苯基膦钯作为催化剂ꎮ 反应体系加热回
流 ８ ｈꎬ结束后ꎬ利用石油醚萃取 ３ 次ꎬ合并有机
( Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ Ｆｕｊｉａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ Ｆｕｚｈｏｕ ３５０１１８ꎬ Ｃｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｔｈｒｅｅ ｄｉｔｈｉｅｎｙｌｅｔｈｅｎｅ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓꎬ １ｏꎬ ２ｏꎬ ａｎｄ ３ｏ ｗｅｒｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ｕｎｄｅｒ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ.
他 产 物 的 合 成 均 在 氮 气 氛 保 护 下 进 行ꎮ ＮＭＲ
２.１ 二芳基乙烯化合物的合成
图 １ 为光致变色化合物 １ｏ、２ｏ 和 ３ｏ 的合成
( Ｂｒｕｋｅｒ Ａｖａｎｃｅ ＩＩＩ ( ４００ ＭＨｚ ) 核 磁 共 振 仪ꎬ
Ｐｅｒｋｉｎ －ＥｌｍｅｒＬａｍｂｄａ ２５ 紫外可见光谱仪ꎬＺＦ５ 型
ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｂａｎｄｓ ｄｕｅ ｔｏ ｐｈｏｔｏｃｙｃｌｉｚａｔｉｏｎ ｅｍｅｒｇｅｄ ｉｎ ｖｉｓｉｂｌｅ ｒｅｇｉｏｎꎬ ｔｈｅ ｒｉｎｇ￣ｃｌｏｓｉｎｇ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｍａｘｉｍｕｍ ｗａｓ
新型光致变色材料的制备及应用研究
新型光致变色材料的制备及应用研究近年来，新型光致变色材料的研究备受关注。
这种材料具有优异的光学特性和广泛的应用前景。
本文将介绍新型光致变色材料的制备方法，以及其在光学调制、传感器等领域的应用。
一、光致变色材料的制备方法1. 化学合成法化学合成法是制备光致变色材料的主要方法之一。
一般来说，这种方法的步骤包括合成化合物、制备材料、表征并测量光学性质。
其中，合成化合物通常采用有机合成方法，如氧化、还原、酯化、硝化等。
但这种方法的缺点是回收氨对环境产生不利影响。
2. 生物法近年来，生物法成为制备光致变色材料的一种新兴方法。
该方法以天然植物、动物或细胞等有机材料为原料，通过生物反应合成材料。
这种方法具有环境友好、制备过程中不需要有机溶剂等优点，对环境的影响相对较小。
3. 物理法物理法是一种无机材料制备方法，利用物理性质如热、光或电磁相互作用等促进化学反应的进行。
这种方法的优点是可以实现快速制备，但它们所制备的材料的稳定性可能不如化学法合成的材料。
二、光致变色材料的应用1. 光学调制光学调制是一种利用光子学原理控制光传输的方法。
光致变色材料可以通过外部光刺激而使其吸收谱向长波方向进行突移，从而增加其吸收度，达到调制光信号的目的。
这种技术的应用领域广泛，例如光通信、光存储、光计算、巨量数据传输等。
2. 传感器光致变色材料可以作为光学传感器的关键组成部分，可实现对环境参数的精确检测。
例如，在化学传感器中，光致变色材料可以通过不同的化学反应获得不同的颜色变化，从而对特定的化学物质进行检测。
在环境传感器中，光致变色材料可以测量环境的温度、湿度、气体浓度等参数，从而实现环境监测。
3. 对显影技术光致变色材料还可以在对显影技术中发挥重要作用。
对显影技术是一种将图像信息转化为化学显影物的技术，是现代摄影和印刷技术的基础。
光致变色材料能够实现从光学信号到化学信号的转化，因此可以作为对显影技术的革新和改进的重要工具。
结论总之，新型光致变色材料具有广泛的应用前景，包括光学调制、传感器、对显影技术等领域。
光致变色化学纤维的高效柔性化制备技术开发方案(一)
光致变色化学纤维的高效柔性化制备技术开发方案一、实施背景随着科技的飞速发展，人们对于纺织品的需求已不再仅仅是传统的保暖、舒适等功能，而是向着智能化、个性化等方向发展。
光致变色化学纤维作为一种新型的功能性纤维，能够在光照条件下发生颜色变化，具有很高的附加值和广阔的应用前景。
然而，当前光致变色化学纤维的制备技术存在效率低、柔性差等问题，无法满足市场需求。
因此，开发一种高效柔性化的光致变色化学纤维制备技术具有重要意义。
二、工作原理光致变色化学纤维的制备原理主要是利用光敏剂与纤维分子之间的相互作用，使纤维在光照条件下发生颜色变化。
具体来说，光敏剂是一种能够在特定波长光照射下发生电子转移的化合物，将其引入纤维中，通过电子转移作用使纤维发生颜色变化。
同时，为了实现纤维的柔性化，我们采用了一种特殊的纺丝工艺，将纤维制成薄膜形态，使其在保持良好力学性能的同时，具有较高的柔性和可塑性。
三、实施计划步骤1.合成与筛选：首先合成一系列不同结构、不同性质的光敏剂，并通过筛选实验确定最优的光敏剂；2.纺丝工艺优化：对纺丝工艺进行优化，包括纺丝溶液的配制、纺丝温度、纺丝压力等参数，以获得最佳的纺丝效果；3.薄膜制备：将优化后的纺丝溶液进行纺丝，制成薄膜形态的光致变色化学纤维；4.性能测试：对制备得到的光致变色化学纤维进行性能测试，包括颜色变化响应时间、颜色变化深度、耐久性等指标；5.应用研究：将所制备的光致变色化学纤维应用于纺织品、服装等领域，研究其实际应用效果。
四、适用范围本技术的适用范围广泛，主要包括：1.纺织品领域：可将本技术应用于各种纺织品中，如棉、麻、丝、毛等，制备成智能化的服装、家纺等产品；2.包装材料领域：可将本技术应用于包装材料中，制备成具有防伪功能的包装袋、包装盒等；3.建筑材料领域：可将本技术应用于建筑材料中，制备成具有节能功能的窗帘、遮阳伞等；4.智能传感器领域：可将本技术应用于传感器中，制备成能够响应外界刺激的智能传感器。
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光致变色材料的制备及表征
随着科技的不断发展，光致变色材料越来越受到人们的关注。
光致变色材料是
指在特定的激发条件下，发生色彩变化的材料。
它具有广泛的应用前景，如光学器件、光电信息存储、传感器等领域。
本文将介绍光致变色材料的制备及表征过程。
一、制备光致变色材料
1.材料选择
光致变色材料有很多种类，如硅酮、聚乙烯醇、聚（氨基甲酸酯）等。
选择材
料要根据其光致变色性能、化学稳定性、热稳定性、光稳定性等方面进行综合考虑。
2.光敏剂的选取
光敏剂是促使光致变色反应发生的关键因素。
常用的光敏剂有溴化汞、碘化汞、双-(p-甲氧基苯基)铜等。
选择光敏剂要考虑其光敏感度、光降解、光稳定性等因素。
3.溶剂系统的选择
光致变色材料的制备需要溶解材料，然后制备成薄膜或者涂布在基材上。
常用
的溶剂有甲醇、乙醇、氯仿、异丙醇等。
溶剂的选择要与材料相匹配，同时要考虑到其挥发性、毒性等因素。
4.制备方法的选择
制备光致变色材料的方法有很多种，如溶液法、喷雾法、电沉积法等。
其中溶
液法是最常用的方法之一。
首先将材料加入到溶剂中溶解，然后将光敏剂加入到溶液中，最后将溶液制备成薄膜或者涂布在基材上。
二、表征光致变色材料
对于制备完成的光致变色材料，我们需要对其进行表征以了解其性质。
1.紫外-可见吸收光谱
紫外-可见吸收光谱是表征光致变色材料的重要手段之一。
它可以用来了解材
料的光敏感度、光吸收剂的浓度和吸收峰位等信息。
通过对材料进行热处理的实验可以观察到材料的吸收峰在不同温度下的演化情况，这有助于了解材料的热稳定性。
2.透过率变化实验
透过率变化实验可以直观地观察光致变色材料的色彩变化。
将光致变色材料制
成薄膜或者涂布在基材上，然后对其进行激发，即可观察到色彩变化的过程。
通过这种方法，可以了解材料的亮度、色调、颜色变化速度等信息。
3.热重分析
热重分析是一种用来研究材料重量随温度变化的方法。
在光致变色材料的制备
过程中，热重分析可以用来了解材料的热稳定性、热降解过程等信息。
4.扫描电子显微镜
扫描电子显微镜是一种高分辨率显微镜，可以通过扫描样品表面来生成高分辨
率的图像。
光致变色材料的表面形貌对于其性能也有很大的影响。
通过扫描电子显微镜可以观察到光致变色材料的表面形貌、粗糙度等信息，这有助于了解材料的表面状况。
综上所述，光致变色材料的制备及表征是一个复杂的过程。
在制备过程中，需
要综合考虑材料、光敏剂、溶剂系统和制备方法等因素。
在表征过程中，需要选取适合的手段来了解材料的性质。
这些实验数据可以为光致变色材料的应用提供重要的参考。