有机光致变色材料汇总
光致变色高分子材料
光致变色高分子材料光敏色变材料的工作原理是通过光照激发材料中的分子或基团发生结构变化，从而引起颜色的变化。
具体来说，光敏色变材料的分子结构在不同光照条件下会发生平面构型变化或伸缩变形，从而导致吸光度的变化，进而引起颜色的变化。
这种材料通常具有很高的灵敏度和快速的响应速度，可以实现从无色到有色的颜色变化。
热敏色变材料的工作原理是通过温度变化引起材料中的分子或结构的改变，从而导致颜色的变化。
具体来说，热敏色变材料的分子结构在不同温度条件下会发生变化，从而引起吸光度的变化，进而引起颜色的变化。
这种材料通常具有较高的温度灵敏度和较慢的响应速度，可以在一定范围内实现颜色的变化。
光致变色高分子材料具有许多优点，使其成为研究的热点。
首先，光致变色高分子材料可以通过调节光照或温度等外界刺激条件来实现颜色的变化，具有可控性和可逆性。
其次，这种材料具有较高的灵敏度和快速的响应速度，可以在短时间内实现颜色的变化。
此外，光致变色高分子材料具有较好的稳定性和耐久性，可以在多次光照或温度变化条件下保持较高的变色性能。
光致变色高分子材料在光学和光电领域有着广泛的应用。
例如，它们可以用作可调节的光纤滤波器，通过控制材料的颜色变化来实现可调节的光谱滤波效果。
此外，光致变色高分子材料还可以用于光电显示器件，例如可调节的显示窗口和光电子纸等。
它们可以通过控制材料的颜色变化来实现显示效果的调节。
此外，光致变色高分子材料还可以用于光学镜片、透明电子器件和光敏器件等领域。
总之，光致变色高分子材料是一种具有优良性能和广泛应用前景的材料。
它们可以通过调节光照或温度等外界刺激条件来实现颜色的变化，具有可控性和可逆性。
在光学、光电和显示器件等领域有着广泛的应用前景，将为这些领域的发展带来新的机遇和挑战。
C08：光色材料汇总
应用—光致变色染料
光致变色化合物可用作指甲漆、漆雕工艺品、T恤 衫、墙壁纸等装饰品。为了适应不同的需要，可将 光致变色化合物加入到一般油墨或涂料用的胶粘剂、 稀释剂等助剂中混合制成丝网印刷油墨或涂料;还 可将光致变色化合物制成包装膜、建筑物的调光玻 璃窗、汽车及飞机的屏风玻璃等，防护日光照射， 保证安全。
B
具有这种特性的材料叫做光色材料。
发展史
1876年
1900年 1958年
60年代以后
Mer首先报道了二硝基甲烷的钾盐在光照下发 生颜色变化
Marckwald确认光诱导是力学可逆光色互变 （phototropy）反应 Hirshbery称此现象为光致变色现象并提出 光成色与光漂白循环可在化学信息存贮方面 获得应用 光色玻璃作为光色互变材料第一个商品投 放市场。人们合成了许多有机的和无机的 化合物，以及金属有机络合物
成本低，但其光致 变色效率较低。
三氧化钼在可见光区 吸收均匀，显示柔和的 中性色彩。较好的视觉 美学效应。
光致变色现象在掺杂 的二氧化钛中可以见 到，其变色机理是金 属离子变价。
WO3
MoO3
TiO2
分类—无机类
金属卤化物
具有一定的光致变色性.如碘化钙和碘化汞混合晶 体、氯化铜、氯化镉、氯化银等。当照射掺有La， Ce，Gd或Tb的氟化钙时，会发生稀土杂质的光谱特 征吸收，其变色机理是金属离子变价.
应用
80年代初才陆续合成的具有新功能的光致变色化 合物，在许多方面得到广泛应用。
照射密度的调控与测 量 信息记录和存储
视觉反转
光能转换 光致色染料
计算机记忆原件的制作
应用—信息记录和存储
美国NCR公司用光致变色材料制成的光色缩微片，具 有高密度，线性缩为200: 1 ，缩微面积比达4000: 1，即将300页的书籍缩微到一平方英寸的胶片内， 并且还可重复使用。因而，它在地图文献资料、档 案等现代化管理中，因具有加工方便、成本低、占 地面积小、解像力高等特点而受到人们极大关注。
重要的有机功能材料-有机光致变色化合物
致 其吸 收光 谱发 生 明 显 的 变化 ； 在 另 一波 长 光 而 的照射 下或 热 的作 用下 ， 能恢 复到 原来 的形 式 。 又
种 新的无 色 物 质 ， 种 物质 在 受 热后 又 重 新 生 这
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
其 典 型的 紫外 一可见 吸收光 谱 和光致 变 色反 应 可
以用 图 Ｉ 定 性描 述 。 一１
陈 勇 ． 志 勇 ： 要 的 有 机 功 能材 料 一有 机 光 致 变色 化合 物 王 重
７ ３
曲线 ａ为其 基态 势 能曲线 或热 异构 化 的势 能
冠 醚 等。
Ｓ ｈ ｍｅ２． ｃｅ ２
曲线 。化 合物 Ａ经 热 活 化 克 服 势 垒 （ ａ 的 阻 碍 Ｅ）
可 变为 Ｂ， 合物 Ｂ若获 得 活化能 Ｅ 化 又可 以 变 为 Ａ 。如 果 Ｅ ＞Ｅ 则 Ａ在 热 力学 上 是 稳定 态 ， 之 ａ 反
一
光 密 度
二萘 一２ ３ ４ ４一四氯萘 一１ ，，， 一酮 在光 照下 有 颜
厶 波长
色 变化 的现象 ， 为是光 诱 导下 的可逆反应 ， 为 认 认
这 是一种 新 的现象 并称 之为 光之 变色 ‘ｈｔ ｒ ｙ ｐｏ ｔｐ ’ ｏｏ （ 现在 这 个词是 专 门 指 在 生 物体 内发生 的光 化 学 反应 ， 包括 在诸 如 植 物 和微 生物 等 营 养体 内发 生 的光合作 用 ） 。 １５ ９ ０年美 国科 学家 Ｈｒ ｂｒ ｉｈ ｅ ｓ ｇ首 先 发现 了螺吡 喃类 化合 物在 光照下 发生 的可逆 颜 色变化 ， 并提 出把 上 述 现 象称 为“ ｈｔ ｈ ｍ ｓ ， ｐｏ ｃ ｒ ｉ ｏ ｏ ｍ” 即光致变 色现 象 。 １５ ９ ５年 以后 ， 事及 商 业 兴 趣 军 促进 了人 们对 光致 变色 的研 究 。１５ ９６年 Ｈ ｒ ｂ ｒ ｉｈ ｅｇ ｓ
光致变色化合物
光致变色化合物光致变色化合物，是指在受到光照射后，可以发生颜色变化的化合物。
光致变色是一种特殊的光物理现象，也是一种独特的材料性质，广泛应用于颜色显示、光学存储和传感器等领域。
光致变色化合物具有许多独特的特性。
首先，它们可以根据所受到的光的类型和强度发生颜色变化。
比如，一些化合物在紫外光照射下呈现蓝色，而在可见光照射下则呈现红色。
其次，光致变色化合物的颜色变化能够可逆发生，即在光源移除后能够恢复到原来的颜色。
这种可逆性使得光致变色化合物在信息存储和光开关等方面具有巨大的潜力。
光致变色化合物的变色机理可以分为两类，一类是通过电荷转移或电子跃迁来实现的，另一类是通过分子结构的改变来实现的。
第一类机理中，光照射激发了化合物中的电子，使其发生电荷转移或电子跃迁，从而导致了颜色的变化。
第二类机理中，光照射导致了分子结构的改变，使得颜色发生了变化。
这种机理常见于一些有机化合物，如染料分子。
光致变色化合物在颜色显示领域有广泛的应用。
例如，液晶显示屏中常使用的色素分子就是一种光致变色化合物。
这种化合物可以根据所受到的光的类型和强度，在屏幕上显示出不同的颜色。
另外，光致变色化合物还可以应用于写真设备，如打印机和复印机等。
通过控制光的强度和颜色，可以在纸张上生成不同的图像和文字。
光致变色化合物还可以用于光学存储领域。
这种材料可以根据光的照射，在存储介质中形成微小的改变和结构特征，从而实现信息的存储和读取。
光致变色化合物可以通过控制光的强度和波长，以及控制光的路径和焦距，来实现对存储介质的编码和解码。
这种存储方式具有高密度、快速读写和容量可扩展等优点，因此在光学存储领域有很大的应用潜力。
另外，光致变色化合物还可以应用于传感器领域。
通过将光致变色化合物与特定的分子或离子相结合，可以实现对不同化学物质的快速检测和分析。
当化学物质与化合物结合后，光致变色化合物的颜色会发生变化，从而可以通过观察颜色的变化来判断化学物质的存在和浓度。
第六章--有机光致变色材料
Ar OH Ar
OH
脱水
Ar O Ar
B、取代基对变色性能的影响 苯并吡喃的2位苯环上以及萘环上取代基效应，发现
苯环上邻对位取代基以及萘环上5位均对萘并吡喃开环的 最大吸收波长、光稳定的光密度以及褪色速率有较大响。
6.5.2 芳杂环并吡喃
目前为止，主要有氮杂环和氧杂环两类。 芳杂环并吡喃的合成
6.9 光致变色材料的应用
1、光信息存储与光致变色材料 光致变色化合物作为可擦重写光存储材料的研究，如
液晶材料。 2、生物分子活性的光调控
生物大分子的生理活性与特定的空间结构有着密切 的关系，其空间结构的微小变化必将影响到生理活性的 改变。将光致变色化合物连接到生物分子材料上，实现 生物分子的结构和功能的光调控。 3、光致变色超分子
3、俘精酸酐衍生物
O
Y X
O
UV Vis
UV Vis
X，Y＝NH，O，S
O O X O
长波
O Y X O
长波
6.3.3 俘精酸酐的分子结构 与光致变色性能之间的关系
杂化取代不仅可以影响俘精酸酐及其呈色体的吸收 波长和光反应的量子产率，而去影响俘精酸酐及其呈色体 的抗疲劳性和热稳定性。呋喃和噻吩俘精酸酐的呈色体吸 收波长较短，它们的抗疲劳性能相似，但噻吩俘精酸酐的 热稳定性明显优于呋喃俘精酸酐。吡咯俘精酸酐有较高的 光消色量子产率，呈色体具有最长的吸收波长，让而，热 稳定性和抗疲劳性能随结构不同差异较大。吲哚俘精酸酐 热稳定性和抗疲劳性能优越，但光成色的量子产率很低； 双杂原子俘精酸酐的热稳定性和抗疲劳性都较好，但呈色 体的吸收波长较短。如何通过分子设计，合成出各项指标 优异的俘精酸酐是研究之中的关键问题。
6.4 二芳基乙烯类光致变色体系
有机光致变色材料
有机光致变色材料有机光致变色材料（Organic photochromic materials）是一类能够在受到特定波长的光照射下发生颜色变化的有机化合物。
这些材料具有可以通过光照射而发生可逆的光化学反应的特点，可以在吸收光能的作用下从无色或淡色状态变为强烈吸收光的有色状态，并且在不再受到照射的情况下逐渐返回原来的无色或淡色状态。
这种可逆性能使得有机光致变色材料在很多领域有着广泛的应用。
有机光致变色材料的研究起源于19世纪，当时人们发现一些有机化物在受到紫外光照射后能够发生颜色变化。
但是由于当时科学技术的限制，这些材料的应用受到了很大的局限性。
随着科学技术的发展，特别是化学合成技术的进步，有机光致变色材料的研究和应用逐渐得到了推广和发展。
有机光致变色材料的研究主要集中在以下几个方面：基于光致变色效应的应用技术开发、有机光致变色材料的合成方法以及材料性质的研究。
这些研究不仅为有机光致变色材料的应用提供了技术支持，还为未来有机光致变色材料的开发和应用奠定了基础。
目前，有机光致变色材料已经在多种领域得到了应用，比如信息存储、抗假冒、光开关等。
在光开关方面，有机光致变色材料的应用也十分广泛。
由于有机光致变色材料具有快速的可逆光切换性能，可以对光的传输和传播进行精确控制。
这使得它们在光电子学和光通信领域有着很大的潜力。
比如，有机光致变色材料可以作为光调制器和光开关的工作元件，对光信号进行调制和开关控制。
此外，有机光致变色材料还可用于光调谐滤波器、光重构器等光学器件的制造。
在有机光致变色材料的合成方法研究方面，目前有机光致变色材料的合成方法比较多样。
常见的有光解反应、电解反应等。
此外，还可以通过将不同的有机光致变色材料进行复合，改变它们的化学结构、构型和能级结构等，从而实现对有机光致变色材料性质的调控和优化。
总之，有机光致变色材料是一类具有可逆的光致变色性能的有机化合物。
它们在信息存储、抗假冒和光开关等领域有着广泛的应用。
化学中的有机电致变色材料
化学中的有机电致变色材料随着现代科技不断发展，材料科学也逐渐成为人们关注的焦点。
在人们的生活中，电致变色材料已经成为了一种很普遍的材料，它们可以随着电场的变化而改变颜色，而这种变化是可逆的。
电致变色材料的应用非常广泛，如电子纸、智能玻璃等。
而有机电致变色材料是近年来研究的热点之一，具有很多优良的特性，如响应速度快、能够实现多种颜色的变化等。
有机电致变色材料是指以有机分子为基础制造的具有电致变色性质的材料，主要由可控发射材料、导电性聚合物和液晶分子等组成。
这类材料的基本原理是通过施加电场改变它们的分子结构，在不同的结构状态之间产生颜色的变化。
同时，有机电致变色材料具有响应速度快、易于加工、能够实现多种颜色的变化等优良特性，以及环保、低成本等优点，在未来的应用领域中有着广阔的前景。
在有机电致变色材料中，导电性聚合物是其中最重要的组分之一，可以大大提高电致变色材料的电导率和稳定性。
目前，用于电致变色材料的导电性聚合物主要有聚苯胺、聚噻吩、聚乙烯二甲基苯并噻吩等多种。
这些导电性聚合物可应用于电子纸、智能玻璃等多种领域，使这些产品更具有实用性和商业价值。
除了导电性聚合物之外，可控发射材料也是组成有机电致变色材料的重要组成部分之一。
这种材料可以通过细微的变化来调节颜色的变化，具有高的颜色精度。
在组成有机电致变色材料时，通常使用多种可控发射材料进行配比，以达到最终的颜色变化效果。
可控发射材料的种类有很多，可以根据不同的应用需求进行选择和组合。
液晶分子是另一种常用的有机电致变色材料的组成部分，其主要作用是调节分子结构的变化，从而实现颜色的变化。
目前，常用的液晶材料主要有生物碱液晶、碳链液晶、异构体液晶等。
这类材料具有响应速度快、稳定性高等特性，在有机电致变色材料领域的应用中有着十分重要的作用。
在有机电致变色材料中，除了以上几种基础组成部分之外，还包括了一些辅助性质组分，如涂覆材料、封装材料等。
这些材料的作用是保护材料的稳定性和可靠性，使其具有更长的使用寿命和更高的使用价值。
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、二芳基乙烯类等。
下面介绍几种主要的有机类光致变色化合物。
(1)螺吡喃类1. 1螺吡喃( spiropyran) 是最早进行研究且研究得广泛、比较深入的一类有机光致变色化合物。
无机和有机电致发光材料
无机和有机电致发光材料
电致发光技术是一种通过电场激发材料发光的技术，它已经成为制造高质量平面显示器和照明设备的关键技术之一。
无机和有机材料是目前应用最广泛的电致发光材料，以下是它们的详细介绍。
一、无机电致发光材料
1.磷光体
磷光体是由氧化物或氟化物等高熔点材料和稀有金属离子组成的复合材料，具有较高的耐高温性和抗氧化性。
目前，磷光体已被广泛应用于LED照明和显示器行业。
其中，红色磷光体的发光效率较高，已经成为了LED照明产业中应用最广泛的颜色之一。
2.氮化物LED
氮化物LED是由镓铝氮化物等材料制成的发光二极管，具有发光效率高，颜色纯度度高等特点。
目前，氮化物LED已被广泛应用于绿色、蓝色和紫色LED照明以及RGB LED显示器中。
3.硅基LED
硅基LED是由硅材料和硅基异质结构组成的发光器件，具有低电压、高效率、长寿命等特点。
硅基LED已经成为了微电子学、生命科学、航空航天等领域的关键设备。
二、有机电致发光材料
1.聚合物LED
聚合物LED是由导电聚合物或导电聚合物复合材料制成的发光器件。
它具有发光效率高、颜色范围广等优点，目前已被广泛应用于照明、显示、可穿戴等领域。
2.小分子有机LED
小分子有机LED是由有机荧光分子制成的发光器件，具有可调颜色、发光亮度高等特点。
它已经被广泛应用于OLED电视、OLED照明等领域。
总体来说，无机和有机电致发光材料都具有各自的特点和优缺点。
未来，随着材料科学和控制技术的不断发展，电致发光材料的性能将
得到进一步提高和改善。
光致变色材料
变色机理
3.六苯基双咪唑
六苯基双咪唑分子经过 hυ1的光照射会发生键的均裂，伴随着有色三苯基咪唑自由 基的生成，该反应是可逆的，同样经 hυ2光照射后自由基再结合回复到六苯基双咪唑分 子。
六苯基双咪唑的可逆光致变色过程
三苯基咪唑自由基的活泼性质使其极易结合空气中的氧，因此大大降低了该光致变色 材料的循环次数。
稠环芳香化合物经波长为 hυ1的光照射时，由于氧的作用导致稠环内形成过氧桥， 打断了其大的共轭体系使吸收波长发生蓝移，经 hυ2的光照射又回复到原来结构，两者 的吸收光谱不同，光致变色由加氧-脱氧过程来完成。
芳香稠环化合物的光致变色反应
该变色体系的优点是热稳定性好，但其较差的溶解性导致了在器件制备应用中困难重 重。
光致变色材料
Photochromic Material
目 录/contents
1.材料简介 2.材料分类 3.变色机理 4.材料应用
第一章
材 料简 介
材料简介
光致变色原理
光致变色（Photochromism）定义为：化合物A与B互为 异构体，化合物A受到波长为hυ1的光照射时，其进行特 定的光化学反应生成化合物B，此过程中由于其结构发 生变化致使吸收光谱及折射率都发生明显改变；而经过 另一波长hυ2的光照射或经过热作用，产物B又能回复到 A的形式，即某一物质在两种状态之间的可逆变化，A与 B对光的吸收明显不同（颜色也不相同）。
偶氮苯类化合物的光致变色过程
偶氮苯化合物一直是染料工业领域的重要着色剂，主要归功于它色彩艳丽、价格低 廉、性质稳定等优异特性。含偶氮基元（N = N）材料的独特光响应性使它们在以下领 域发挥着巨大的作用：作为存储介质用于光盘数据存储、光学转换和图像存储、自组 装单层膜系统、彩色照相影像染料漂白以及全息照相等高科技领域。
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。
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。
有机光致变色材料汇总
)，2002，23(SO)：95-97．
Luo Q F , Chen B Z , Wang M Z , Tian H1
2bisthienylethene
2Fused versus Multi2bisthienylethene Ring2fused Photochromic
) 。利用有机光致变色材料的变色特性,用不同频率的
,各种光之间有互相抑制的作用,因而在光纤
,或者将某一光信号开通或切ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ,完成以光来控制光
,因而有机光致变色材料可以作为光开关用于光通信
,对有机光致变色
,人们正在进一步研究其在光信息处理领域的应用。
,有机光致变色材料将在光信息处理等领域发挥
高伟，杨占坤，彭 强，等．光致变色化合物的研
,并把上
(photochromism) 。20 世纪80 年代螺噁
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
,对光致变色化合物的研究主要集中在俘精
,同
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
,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
;而在另一波长光的照射
,生成具有共轭结构的开环化合物。
:
,产率可达到90 %以上。
螺噁嗪类
( spirooxazine) 是20 世纪70 年代在螺吡喃基础上发
,变色反应为:
,是最
Chung2Chun Lee
[2 ] 。微波合成法比
,用几十分钟的时间,就可以达到传统
,但产率并不很高只有40 %左右
。蒸除溶剂，得土黄色晶体
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、二芳基乙烯类等。
下面介绍几种主要的有机类光致变色化合物。
(1)螺吡喃类1. 1螺吡喃( spiropyran) 是最早进行研究且研究得广泛、比较深入的一类有机光致变色化合物。
有机光电功能材料分类
有机光电功能材料分类
有机光电功能材料是一类能够将光能转化为电能，或者在电场或电流作用下表现出光学效应的材料。
根据其功能和特性，有机光电功能材料可以分为以下几个主要分类：有机光电转换材料（Organic Photovoltaic Materials）：这类材料可将光能转化为电能，常用于太阳能电池和光电探测器等光电转换设备。
它们通常由有机分子、有机半导体材料和聚合物构成。
有机发光材料（Organic Light-Emitting Materials）：这类材料能够将电能转化为光能，广泛应用于有机发光二极管（OLED）等光电显示和照明设备。
常见的有机发光材料包括有机染料和聚合物。
光敏材料（Photosensitive Materials）：这类材料在受到光照或电场激发后产生光学效应，用于光敏记录、激光打印、光刻制造等领域。
光敏材料常包含感光剂、波长转换剂和光致变色剂等。
有机光学材料（Organic Optical Materials）：这类材料具有特殊的光学特性，包括透明性、折射率调控和非线性光学效应，并可用于光纤通信、光学薄膜和光学透镜等领域。
有机电致变色材料（Organic Electrochromic Materials）：这类材料能够在电场刺激下实现颜色变化，可应用于电子纸、调光玻璃和显示器件等领域。
有机传感材料（Organic Sensing Materials）：这类材料能够响应特定物理或化学刺激，如温度、湿度、气体和生物分子等，用于传感与检测应用，例如生物传感器和环境监测。
光致变色材料
光致变色材料光致变色材料是一种能够在受到光照射后改变颜色的材料，它具有广泛的应用前景和巨大的市场潜力。
这种材料在光照下会发生结构或电荷的改变，从而导致颜色的变化，可以应用于智能窗帘、光学存储、信息显示、传感器等领域。
光致变色材料的研究和应用已经成为当前材料科学领域的热点之一。
光致变色材料的种类多种多样，包括有机光致变色材料、无机光致变色材料、聚合物光致变色材料等。
有机光致变色材料具有颜色鲜艳、变色速度快的特点，适用于显示器、传感器等领域；无机光致变色材料具有稳定性高、光学性能好的特点，适用于智能窗帘、光学存储等领域；聚合物光致变色材料具有柔韧性好、加工性能优良的特点，适用于柔性显示器、智能纺织品等领域。
光致变色材料的研究与开发已经取得了一系列重要进展。
在有机光致变色材料方面，研究人员通过合成新型有机分子，改善了其光致变色性能；在无机光致变色材料方面，研究人员通过控制材料的微观结构，提高了其光致变色效果；在聚合物光致变色材料方面，研究人员通过改变聚合物的分子结构，实现了材料的多功能化应用。
光致变色材料的应用领域也在不断拓展。
在智能窗帘领域，光致变色材料可以根据光照强度自动调节窗帘的透光度，实现节能环保；在光学存储领域，光致变色材料可以实现信息的高密度存储和快速读写；在传感器领域，光致变色材料可以实现对光、温度、湿度等多种信号的敏感检测。
光致变色材料的发展还面临一些挑战和机遇。
在技术方面，如何提高材料的稳定性、降低成本、提高生产效率是当前亟待解决的问题；在市场方面，随着智能化、绿色化的发展趋势，光致变色材料将迎来更广阔的市场空间和更多的应用机会。
总的来说，光致变色材料作为一种新型功能材料，具有广阔的应用前景和巨大的市场潜力。
随着材料科学技术的不断进步和创新，相信光致变色材料将会在未来的智能化时代发挥越来越重要的作用。
光致变色高分子材料
含甲亚胺结构类型的光致变色高分子在高分子主链上含有邻轻基苯甲亚胺基团的聚合物具有光致变色功能，其光致变色机理如图所示。
甲亚胺基邻位经基氢的分子内迁移形成反式酮，然后热异构化为顺式酮，再通过氢的热迁移返回顺式烯醇即。
需要指出的是，小相对分子质量的聚甲亚胺光致变色不明显，这是由于反式酮和顺式烯醇的共扼体系均不大，两者的吸收光谱没有较大的差别。
因此先合成邻经基苯甲亚胺的不饱和衍生物，再与苯乙烯或甲基丙烯酸甲醋等单体共聚合才能得到光致变色高分子。
【2】(■)图L甲疾厦类的光戦变色机理Fig. I 卩hotochmmic mechanism pholochpomic poly mer2.2含硫卡巴粽结构型这类光致变色高分子中最为典型的是由对甲基丙烯瞰胺基苯基汞二硫腺络合物与苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯駄胺等共聚而制得的光致变色高分子。
图4是其中的一种，其共聚物薄膜经日光照射由桔红色变为暗棕色或紫色。
•种會机卡巴牌结构的光或喪邑高疔子—23偶氮苯型这类高分子的光致变色性能是偶氮苯的顺反异构引起的，在光作用下，偶氮苯从反式转为顺式，顺式是不稳定的，在暗条件下，回复到稳定的反式，如图5所示• 含偶氮苯基元的高分子可用于光电子器件、记录储存介质和全息照相等领域。
制备含偶氮苯结构的高分子有3种方法：一种是合成含有偶氮基团的乙烯衍生物，均聚或与不饱和单体进行自由基共聚制得侧链含有偶氮基团聚合物另一种是高分子同偶氮化合物的化学反应；第三种方法是通过共缩聚方法把偶氮苯结构引入到聚酰胺、尼龙等的主链中。
⑶大分子的构象对偶氮共聚物的光致变色性能有很大的影响，对在侧链上含有偶氮基团的高聚物特别明显。
如果共聚物在高pH值时，它卷曲成一团使分子的顺反异构减慢，光致色变的速度比小分子的偶氮模型化合物慢。
在低pH值时，大分子伸直使顺反异构的转变容易，发色和消色反应速度均比小分子模型化合物快。
如果将偶氮苯引入聚合物主链通常造成顺反异构的空间阻碍，其光致变色速率要比小分子模型化合物低些。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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、二芳基乙烯类等。
下面介绍几种主要的有机类光致变色化合物。
(1)螺吡喃类1. 1螺吡喃( spiropyran) 是最早进行研究且研究得广泛、比较深入的一类有机光致变色化合物。
螺吡喃变色过程是通过键的异裂，发生分子内的周环反应,生成具有共轭结构的开环化合物。
变色反应为:取代基的水杨醛反应制得螺吡喃,产率可达到90 %以上。
1. 2 螺噁嗪类螺噁嗪( spirooxazine) 是20 世纪70 年代在螺吡喃基础上发展起来的一类具有良好光致变色性能的化合物。
其变色过程与螺吡喃相似,变色反应为:螺噁嗪是一类具有很高抗疲劳性和光稳定性的光致变色化 ,是最合物。
它具有响应快、化学性质稳定、抗疲劳性好等优点Chung2Chun Lee有希望进入应用领域的光致变色材料。
最近。
微波合成法比等用微波合成法合成了几种螺噁嗪类化合物[2 ],用几十分钟的时间就可以达到传统普通方法大大提高了效率,左右40 %,方法几个小时所能得到的产率但产率并不很高只有化和物就显得非常重要。
．等优点，受到许多研究工作者的关注。
它具有优良的氧化紫精类化合物是一类很特殊的有机物,可通过化学、电化学和光化学等方法发生氧化还原,还原性质, ,因此引起了广泛的研究反应[16 ] ,并伴随有显著的颜色变化等合成了多种紫精类化合物并对其性能进Eca2terina Avram。
研究表明紫精类化合物是很好的光致变色化[17 ] 行了研究具有很好的抗微,,同时还发现具有大分子杂环的化合物合物 ,可用以制作生物学材料。
生物活性光致变色材料的应用3. (1)信息存储元件利用光致变色化合物受不同强度和波长光照射时可反复循环变色的特点，可以将其制成计算机的记忆存储元件，实现信息的记忆与消除过程，其记录信息的密度大得难以想象，而且抗．疲劳性能好，能快速写入和擦除信息。
这是新型记忆存储材料的一个新的发展方向。
(2)装饰和防护包装材料光致变色化合物可用作指甲漆、漆雕T艺品、T恤衫、墙壁纸等装饰品。
为了适应不同的需要，可将光致变色化合物加入到一般油墨或涂料用的胶粘剂、稀释剂等助剂中混合制成丝网印刷油墨或涂料；还可将光致变色化合物制成包装膜、建筑物的调光玻璃窗、汽车及飞机的屏风玻璃等，防护日光照射，保证安全。
(3)自显影全息记录照相这是利用光致变色材料的光敏性制作的一种新型自显影干法照相技术一。
在透明胶片等支持体上涂一层很薄的光致变色物质(如螺吡喃、俘精酸酐等)，其对可见光不感光，只对紫外光感光，从而形成有色影像。
这种成像方法分辨率高，不会发生操作误差，而且影像可以反正录制和消除。
(4)国防上的用途光致变色材料对强光特别敏感，因此可以用来制作强光辐剂量剂。
它能测量电离辐射，探测紫外线、X射线、7射线等的剂量。
如将其涂在飞船的外部，能快速精确地计量高辐射的剂量。
光致变色材料还可以制成多层滤光器，控制辐射光的强度，防止紫外线对人眼及身体的伤害。
如果把高灵敏度的光致变色体系指示屏用于武器上，可记录飞机、军舰的行踪，形成可褪色的暂时痕迹。
3.新型有机光致变色材料螺噁嗪的光致变色原理和合成3．1 光致变色原理螺嗯嗪类光致变色材料是一种新型的、具有优异性能的材料，它的变色机制与螺吡喃的光致变色机制相同。
通常情况下，螺嗯嗪的稳定形式是无色的闭环体(用SP表示)，螺碳原子将螺嗯嗪分为两个近乎垂直的吲哚啉环和螺萘并嗯嗪环，两环不共轭，在可见光区无吸收；但紫外光照时，螺碳原子与氧原子之间的单键断裂，分子由闭环体变为开环的平面部花菁结构(用PMC表示)，形成一个大的共轭体系，在可见光区出现吸收。
除去紫外光后，PMC又很快变为SP。
示意如下：3.2 光致变色材料螺嗯嗪的合成2.3.3--甲基一3H-吲哚的合成将经过常压蒸馏的甲基异丙基甲酮18．0 g(0．21 too1)慢慢加入到新减压蒸馏的苯肼22．2 g (0．21 mo1)中，溶液呈淡黄色，加入无水乙醇40 mL作溶剂，在0．5 h内滴入催化剂浓硫酸溶液10 mL(V浓硫酸：V 水一1：1)，油浴80℃，反应3．0～4．0 h，反应过程中溶液由黄色变为橙红色，反应完毕用NaOH 中和至碱性，溶液产生分层现象，上层橘黄色，下层无色。
用无水乙醚萃取，弃去水相，有机相用无水硫酸镁干燥过夜。
抽滤，常压蒸除乙醚(后期减压)，再减压蒸馏溶液，收集96～ 98℃／(1．07～ 1．20 kPa)的馏分，所得产物为淡黄色的液体，此液体即为吲哚，产率为82％]碘化物的合成。
-3H-，3-三甲基吲哚3N- 乙基[2，称CHCHI 18．72 g(O．12 mo1)与新蒸馏的2，3，3-三甲基一33乙醇作溶剂，30 mL混合，加入12 mo1)．08 g(0．19一吲哚3H．在80℃油浴中回流反应3 h。
获得粉红色溶液，冷却后粉红色晶体析出，收集粗产品。
真空干燥后，经无水乙醇多次洗涤之后产物成无色晶体。
干燥后用乙醇重结晶，产率为42%1-亚硝基一2。
7一二羟基萘的合成'一羟基螺嗯嗪的合成N一乙基一901 too1)．．15 g(0称N一乙基碘化物中间体3三乙胺，加．25 mL250 mL烧瓶中，量取60 mL无水乙醇，加入一二，71一亚硝基一21 入溶液，在80℃油浴中回流h(A)。
称无40 mL加入250 mL烧瓶中，量取羟基萘1．89 g(0．01 too1)1 hB在0．5 h(B)。
将油浴中回流水乙醇，加入溶液，在80℃溶剂，把剩余80 中后，继续反应3 h。
减压蒸除左右滴加入A：2( 液体倒入烧杯冷却。
硅胶柱层析，洗脱液石油醚：V 醚一。
蒸除溶剂，得土黄色晶体1)4.有机光致变色材料在光信息处理中的应用有机光致变色材料可以实现光学模拟信号的处理。
有机光．致变色材料在光激发下具有光致变色特性和光致各向异性,其吸收和折射率也发生改变,因而可用于光信息处理中。
光信息处理包括模拟信号处理和数字信号处理。
近几年光学数字信号处理方法发展很快,比如光传感器网络、光信息处理中的开关网络以及一些通信传输分站中已用到的光纤法布里- 珀罗干涉仪、联合信号调节器等。
光学模拟信号处理方法包括傅立叶变换处理方法和非傅立叶变换处理方法。
其中基于材料光致各向异性特性的处理方法有非傅立叶变换光信息处理方法和傅立叶变换光信息处理方法。
已有研究人员分别利用菌紫质的非线性光致各向异性特性实现了图像的边缘增强、高频滤波以及模式识别等傅立叶变换光信息处理功能,即利用波长为532 纳米的激光将图像记录在菌紫质材料上,白光光源通过单色仪选出单色光作为图像读出光,观察菌紫质膜所记录图像对比度随读出光波长变化的趋势,读出光在470～620 纳米波长范围内读出为正像,460 纳米波长附近图像消失;380～450 纳米波长范围内,图像出现反转。
有机光致变色材料可以用来防伪。
防伪技术有两种方法,一是通过直接观察获得,另一种是通过对防伪标示的检查而验证产品的真实性。
水印、全息照片、显微印刷属于第一种技术,而有机光致变色材料的光致各向异性用于防伪系统,属于第二种技术。
德国研究人员利用菌紫质分子的激光诱导永久偏振特性已制成具有安全防伪功能的身份证卡。
有机光致变色材料可以作为光开关用于光通信。
为解决目前互联网的“交通堵塞”问题,就要在同一根光纤中,同时让两个或者两个以上的光信号通过,不同信号各自传输自己的信息,也就是波分复用技术。
波分复用光纤通信技术是建立在光器件的基础上,其中包括光传输器件和光交换器件两大类。
对于光交换器件,又包括光交叉连接器和光分插复用器及光开关。
光开关在光通信中的作用有三类:其二是将某波长;其一是将某一光纤通道的光信号切断或开通光信号由一光纤通道转换到另一光纤通道去;其三是在同一光纤通道中将一种波长的光信号转换为另一波长的光信号(波长转换器) 。
利用有机光致变色材料的变色特性,用不同频率的光照射有机材料,各种光之间有互相抑制的作用,因而在光纤中利用有机光致变色材料可以实现光信息从一个通道转到另一通道中,或者将某一光信号开通或切断,完成以光来控制光的操作,因而有机光致变色材料可以作为光开关用于光通信中。
经过许多科学工作者几十年的潜心研究,对有机光致变色材料的结构、性能已经了解得比较清楚。
目前,人们正在进一步研究其在光信息处理领域的应用。
在不久的将来,有机光致变色材料将在光信息处理等领域发挥更加巨大的作用。
参考文献：[1] 高伟，杨占坤，彭强，等．光致变色化合物的研究—— 1，3，3三甲基一6'。
(1一哌啶基)一螺一2H一吲哚一2，3'一3H一吡啶一3，2f_1，4-苯并嗯嗪的合成口]．化学研究与应用，2002，14(5)，559 562．E2] 刘振东，崔明，李小宁，等．螺环类光致变色中间体的合成[J]．北京服装学院学报，2004，2：46—51．[3] 杨志范，丛杨，王淑芝，等．利用三乙胺合成N一甲基螺嗯嗪化合物[J]．长春工业大学学报(自然科学版)，2002，23(SO)：95-97．3.1 Luo Q F , Chen B Z , Wang M Z , Tian H1Mono2bisthienyletheneRing2Fused versus Multi2bisthienylethene Ring2fused PhotochromicA dvFunctMater1 , 2003 , 13 : 233 —Hybrids. 1 2394.Luigi Angiolini , Tiziana Benelli , Loris Giorgini , et al.EurPolym J ,2005 ,41 :20455.Irie M , Mohri M. J Org Chem , 1988 ,53 :803, 2005 ,22 (7) :489精细化工. 等,徐景坤,游秀丽,蒲守智6.7. Michiko Hirai , Takako Yuzawa , Yuichiro Haramoto , et al.Reactive & Functional Polymers ,2000 ,45 :17510.14 Eugene Hadjoudis , Aliki Rontoyianni , Ambroziak K,et al.J Photochem Photob A : Chem ,2004 ,162 :5218. 连慧琴,吴学,崔秀国. 应用化学, 2005 ,22 (3) :3089. 唐克光. 丝网印刷, 2004 ,4 :3210. 王建营,冯长根. 尖端科技,2005 ,3 :2211. Weis L D ,Evans T R ,Leermaker P H . J Am Chem Soc ,。