光致变色材料制备汇编
光致变色材料的制备及表征
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。
【2019年整理】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（宵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e （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，乂恢复到原来的形式：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⑵。
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卓：①有色和无色业稳态问的可控可逆变化；②分子规模的变化过程；③业稳态问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 螺毗喃化合物1952年Fisdher和Hirshberg[4]首次发现了螺毗喃的光致变色性质，1956年Hirshberg［5 ］第一次提出光成色与光漂白循环可构成化学记忆模型，并可在化学信息存贮方面获得应用.螺毗喃衍生物有好的着色能力和抗光致疲劳能力，在数据记录和储存,光控开关，显示器和非线性光学等方面有潜在的应用前景. 2.1.1光致变色原理大多数螺毗喃及其类似化合物表现出正向光致变色特性.然而，当这些化合物的结构带有羟基、埃基或氨基时，则显示出“逆”向光致变色特性.人们对其光致变色机理及结构进行了大量研究.普遍认为，此类化合物在光照下, 发生键的异裂形成偶极离子.由丁共轴程度了发生改变，因此显示不同的颜色［6］如下图（1）所示.但对开环体2的花菁结构，Kim和Schulze等［乙8］提出了比花菁更稳定的花菁盐结构.2.1.2螺毗喃化合物的制备呼噪琳螺毗喃5可由取代水杨醛与2-业甲基呵噪琳衍生物（Fischer碱）在有机溶剂中回流缩合而成，如将1,3,3-三甲基-2-业甲基呵噪3与羟基芳醛4在乙醇溶液中回流反应，5的收率为70%〜98%［9］如图（2）所示.由（2）图中3的业甲基部分容易二聚，为提高苯并嗯哇螺毗喃的收率，使用铳盐或氧令翁盐6作为业甲基单元的前体，可以很好地完成这一反应（Scheme 1）.Scheme 1利用类似的方法，合成了许多螺毗喃类化合物及其衍生物［10,11］. 2004〜2007年孟继本等合成一系列的光致变色螺环化合物 ，其典型代表物8, 9如Scheme 2 所示.0H 8 Scheme 2总之，螺毗喃化合物合成方法已基本成熟，今后应加强螺毗喃的修饰和化 合物的设计研究，通过改变合成方法减少对环境的影响，以进一步提高产品纯 度、收率和热稳定性.2.2俘精酸酊类2.2.1简介俘精酸酎是芳取代的二业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。
光致变色材料制备工艺流程
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光致变色微胶囊的制备及其应用研究
光致变色微胶囊的制备及其应用研究近年来，光致变色材料的研究引起了广泛的关注。
其中，光致变色微胶囊作为一种新型的光致变色材料，具有较高的应用潜力。
本文将介绍光致变色微胶囊的制备方法以及其在应用方面的研究进展。
光致变色微胶囊的制备方法主要包括两个步骤：胶囊壁的制备和光致变色物质的封装。
胶囊壁的制备通常采用乳化聚合法。
首先，在水相中加入乳化剂，并搅拌使其均匀分散。
然后，将含有聚合单体的有机相缓慢滴加到水相中，并继续搅拌。
在聚合反应中，单体分子逐渐聚合形成聚合物，最终形成微胶囊的壁。
光致变色物质的封装主要是将光致变色剂溶解在有机溶剂中，并与胶囊壁接触，使其通过扩散进入微胶囊内部。
光致变色微胶囊在应用方面具有广泛的潜力。
首先，光致变色微胶囊可以作为光敏感染料用于光敏材料的制备。
例如，在光敏纸张的制作过程中，将光致变色微胶囊均匀涂布在纸张表面，当光照射到纸张上时，光致变色微胶囊中的光致变色物质会发生颜色变化，从而实现光致变色效果。
其次，光致变色微胶囊还可以应用于信息显示领域。
通过控制光照强度和光时间，可以实现信息的显示和擦除。
此外，光致变色微胶囊还可以应用于传感器、光学储存等领域。
然而，光致变色微胶囊在实际应用中还存在一些挑战。
首先，目前制备光致变色微胶囊的方法仍然较为复杂，需要优化。
其次，光致变色微胶囊的稳定性和耐久性有待提高。
在长时间的使用过程中，光致变色微胶囊可能会发生物理和化学变化，导致变色效果的降低。
因此，未来的研究应该着重解决这些问题，以提高光致变色微胶囊的应用性能。
总之，光致变色微胶囊作为一种新型的光致变色材料，具有广泛的应用潜力。
通过优化制备方法和解决稳定性问题，光致变色微胶囊有望在光敏材料、信息显示等领域得到更广泛的应用。
光致变色材料的制备与应用研究
光致变色材料的制备与应用研究第一章介绍光致变色材料是一种能够随着光照射而改变颜色的材料。
其制备和应用一直是材料科学研究的热点。
光致变色材料广泛应用于光学、电子、信息、显示、传感等领域。
本文将就光致变色材料的制备方法和应用进行综述。
第二章光致变色材料的基本原理光致变色材料是一种利用光化学、光物理、光电子等原理发生颜色变化的材料。
基本原理为，光致变色材料在能区内要存在两种或多种色心能级组成的，它们之间的跃迁能量差必须满足光能的条件才能发生跃迁。
材料在光照下由基态所处的色心跃迁到另一激发态所对应的色心，从而使其颜色发生变化。
第三章光致变色材料的制备方法3.1 化学合成法化学合成法是制备光致变色材料的一种常用方法。
它可以通过溶液法、气相沉积法、水热法等多种方法来合成光致变色材料。
其中，溶液法是一种简单、成本低、易操作的方法。
具体步骤为：将所需原材料溶解在溶剂中配成溶液，加热并搅拌，直至形成所需的光致变色材料晶体。
3.2 物理制备法物理制备法包括蒸发法、溅射法等方法。
这种制备方法需要先将原始材料加热至融点或沸点进行蒸发，然后将蒸发物在室温下沉积到目标基材上或形成颗粒状的目标材料。
第四章光致变色材料的应用4.1 显示领域光致变色材料可以用于显示领域。
通过在屏幕上刻蚀出小型图案或文字，配以特定的电荷控制技术可以形成所需的图形和文字。
4.2 光学诊断领域利用光致变色材料制成的标记可用于检测物质的光学性质。
光学检测方法在生物医药、环境科学、化学识别等领域有着广泛的应用。
4.3 信息储存领域光致变色材料可以用于信息储存领域。
通过不同的热刻录、磁控刻录技术，可以形成小型的数据区域，将数字、文本等信息存储到光致变色材料上。
第五章结论光致变色材料的制备和应用已经得到广泛的研究。
不同的制备方法和应用领域都涉及到材料科学、光学、电子等不同的领域。
在今后的发展中，光致变色技术将发挥更为重要的作用，推动各行各业的进步。
材料科学中的光致变色材料制备与应用
材料科学中的光致变色材料制备与应用随着科技的发展，材料科学也在不断地进步和发展，其中，光致变色材料这一领域的研究和应用也越来越广泛。
光致变色材料是指一种能够根据光线或其他物理或化学因素而改变颜色或透明度的材料。
它们被广泛应用于多种领域，如智能玻璃、染料敏化太阳能电池、显示器件等。
光致变色材料的制备光致变色材料有多种制备方法，其中最常见的是化学沉积法。
该方法通过化学反应使得溶液中的金属离子还原成为所需要的材料。
该材料的晶体结构和化学成分能够通过改变反应条件，如溶液浓度、pH值、温度等来进行改变。
通过这一方法，可以制备出多种光致变色材料，如钙钛矿、氧化物和过渡金属化合物。
光致变色材料的应用光致变色材料被广泛应用于多种领域，如智能玻璃、染料敏化太阳能电池、显示器件等。
智能玻璃是一种受到越来越多人欢迎的材料。
该材料可以通过光控开关的方式来调节玻璃的透明度。
光致变色材料的应用使得智能玻璃可以在不同的环境下起到不同的作用。
例如，在夏季，智能玻璃可以过滤阳光、隔热降温，提高室内的舒适度；而在冬季，智能玻璃可以起到保温的作用。
染料敏化太阳能电池是一种新型的太阳能电池。
光致变色材料作为敏化剂可以有效地提高太阳能电池的转化效率。
该材料的颜色可以根据光线的强弱和颜色的不同而改变，从而增加太阳能电池的吸收能力，提高其效率。
除此之外，光致变色材料还应用于显示器件中。
应用光致变色材料制成的显示器件具有高对比度、低功耗、低反射率等优点，是一种高品质的显示器件。
光致变色材料的发展趋势目前，光致变色材料的研究还处于初级阶段。
未来，它们将会开发更多的应用，比如在智能建筑、生物医学和光电子学领域的应用。
同时，光致变色材料的发展也取决于更多的制备和应用相关技术的发展。
只有在技术不断完善和提高的基础上，光致变色材料才能得以更好地应用在更多的领域，从而促进科技的进步。
结语光致变色材料已成为材料科学中一个重要的分支，它们通过不断的研究和发展得以广泛的应用到多种领域中。
光致变色聚合物的制备
光致变色聚合物的制备一、实验目标1．理解光致变色的基本原理。
2．掌握光致变色聚合物的制备方法。
二、产品特性与用途聚甲基十一碳酰基偶氮苯硅氧烷，一种光致变色聚合物，在光照下（特别是紫外光或可见光），偶氮键发生顺反式的改变，从而导致聚合物颜色的改变。
主要应用于光电子器件、记录存储介质和全息照相等高科技方面。
三、实验原理光致变色高分子是在高分子侧链上引入可逆变色基团，由于光照时化学结构产生变化，使其对可见光吸收的波长也发生变化，因而产生颜色的变化。
在停止光照后，又恢复原来的颜色。
本实验中，4-氨基偶氮苯、十一烯-10-酰氯、聚甲基硅氧烷为反应性物料；甲苯为溶剂，甲醇为沉淀剂；环戊二烯二聚体铂铱复合物是硅氢化反应的催化剂。
反应生成的最终产物——聚甲基十一碳酰基偶氮苯硅氧烷，在光照下，偶氮键发生顺反式的改变，从而导致聚合物颜色的改变。
四、主要仪器与药品1．主要仪器电热恒温水浴锅，电动搅拌器，冰水浴，300mL三口烧瓶，布氏漏斗、抽滤瓶以及滤纸等。
2．主要药品4-氨基偶氮苯，AR；十一烯-10-酰氯，AR；环戊二烯二聚体铂铱复合物，AR；聚甲基硅氧烷，AR；甲苯，AR；甲醇，AR。
五、实验内容与操作步骤1．中间产物的合成称量4-氨基偶氮苯20克，十一烯-10-酰氯30.4克，加入到三口烧瓶中。
在60℃下搅拌反应30min，反应生成中间产物4-十一烯-10-酰胺基偶氮苯。
2．重结晶将生成的4-十一烯-10-酰胺基偶氮苯溶于热的甲苯中，制成饱和溶液，趁热过滤。
将滤液置于冰水浴中降温，这时有结晶析出。
用布氏漏斗过滤，得到4-十一烯-10-酰胺基偶氮苯晶体。
3．硅氢化反应在烧瓶中加入100mL蒸馏水，取4-十一烯-10-酰胺基偶氮苯晶体20克，与10克聚甲基硅氧烷混合，加入到烧瓶中，并加适量的催化剂环戊二烯二聚体铂铱复合物，在50℃下搅拌反应1h，生成聚甲基十一碳酰基偶氮苯硅氧烷。
4．沉淀将反应混合液冷却到室温，加100克甲醇，此时有沉淀聚甲基十一碳酰基偶氮苯硅氧烷生成。
光致变色和光致发光材料的制备及应用
光致变色和光致发光材料的制备及应用光致变色和光致发光材料是一类具有特殊光学性质的材料，在现代科技领域中具有广泛应用。
它们可以通过在一定条件下被激发而产生一系列光学效应。
本文将介绍光致变色和光致发光材料的制备和应用，以及现有研究进展和未来发展趋势。
一、光致变色材料的制备及应用光致变色材料是指在外部光线刺激下发生颜色变化的材料。
通常，这种发生变色的过程是由于光敏分子在光激发后发生共轭结构改变而引起的。
光敏分子是指能够吸收光，并且通过光化学反应改变其电子离域结构的化合物。
目前，已经成功制备出了许多具备光致变色性能的高分子材料和有机小分子材料。
其中，具有代表性的有噻吩类、芳香族化合物和二苯乙烯类。
在应用方面，光致变色材料有许多广泛的应用领域。
例如，这些材料可以用于制造传感器、防伪标签、智能玻璃等。
此外，在生物医学领域，还可以将其应用于制备激光治疗器械、酶检测器等。
二、光致发光材料的制备及应用光致发光材料是指在外部光线刺激下能够发出光的材料。
通常，这种发光的过程是由于材料内激发态分子的跃迁引起的。
在跃迁过程中，光能转化为发射光子，即发生荧光或者磷光现象。
与光致变色材料不同，光致发光材料通常包括具有荧光基团的高分子材料和无机离子晶体。
在应用方面，光致发光材料同样有很多广泛的应用领域。
例如，这些材料可以用于制造LED发光材料、荧光探针、生物标记等。
此外，在生物医学领域，光致发光材料还可以用于荧光显微镜、荧光染剂等。
三、目前研究进展及未来发展趋势目前，光致变色和光致发光材料的研究方向主要集中在以下几个方面：1. 合成高效的光敏分子。
目前，化学家正在研究如何合成更高效的光敏分子，并探索其在制备高性能材料中的应用。
2. 建立新的制备方法。
近年来，许多制备新型光致变色和光致发光材料的方法得到了广泛开展，如冷凝法、扩散法、共沉淀法等。
3. 理论研究。
通过理论计算和模拟，研究人员正在尝试进一步理解光致变色和光致发光材料的物理机制，并以此来发现更多新材料。
光致变色材料的合成
6-硝基-1’,3’,3’-三甲基吲哚啉螺苯并吡喃的合成和光致变色性质一、实验目的：1、了解光致变色材料的原理和用途；2、合成一种有机光致变色化合物，并观察其照光前后颜色之可逆变化。
二、实验原理：吲哚啉螺吡喃化合物可逆的异构化作用如下：1、 酮和苯肼发生亲核加成，然后失水形成腙，再在酸作用下发生［3,3］σ迁移、［1,3］H迁移以及环化脱胺反应。
2、 饱和碳原子上的亲核取代。
NN3、 反应在六氢吡啶的条件下进行，这个有机碱的作用是将碘化物转变为1,3,3-三甲基-2-亚甲基吲哚啉：NNN2-亚甲基吲哚啉具有烯胺结构，是个很好的亲核试剂，它与5-硝基水杨醛的反应和一般醇醛缩合类似，再通过质子交换脱水，环化，得到目标化合物。
所得产物的苯溶液为无色，当用紫外线照射，瞬间即转变为蓝色，暗处放置后很快褪去，这种着色-褪色过程可重复许多次。
实验步骤1、2,3,3-三甲基-3H-吲哚的制备将5.4克(5ml，0.05mol)苯肼和4.6克(5.7ml，0.053mol)3-甲基-2-丁酮加入到50ml的圆底烧瓶中，在磁力搅拌作用下再加入12ml无水乙醇，使两种有机物互溶，得到均一透明的浅黄色溶液。
在恒压滴液漏斗中加入4.8ml浓硫酸，再在滴液漏斗上加装回流冷凝管，在搅拌条件下，慢慢地将浓硫酸滴入混合溶液。
随着浓硫酸的不断加入，放出大量热，后来使乙醇沸腾并有少量回流。
浅黄色溶液一开始时出现白色沉淀，到后来渐渐变成深红色。
滴加完毕，得到深红色粘稠状液体。
然后用水浴加热至90℃（保持在90--92℃），回流反应2.5h。
反应完成，水浴蒸出溶液中的乙醇，冷却后蒸馏液用10％的NaOH溶液调节pH值至9～10，分离水相和有机相，然后用20ml乙醚分次萃取，并将萃取液与有机相合并，用无水硫酸镁干燥，常压蒸馏回收乙醚，在减压蒸馏收集102～105℃/4mmHg的馏分，得淡黄色的液体。
（注：减压蒸馏为合做部分，故没进行称重。
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。
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
光致变色材料的制备及光学性能研究
光致变色材料的制备及光学性能研究近年来，光致变色材料因其在光学领域中的应用得到了广泛关注。
光致变色材料是一类能够在外界光照条件下发生颜色变化的材料，具有广泛的潜在应用价值，例如信息存储、光电子器件和可见光催化等领域。
本文将介绍光致变色材料的制备方法及其光学性能研究成果。
首先，我们来看光致变色材料的制备方法。
常见的制备方法包括溶液法、热蒸发法、共沉淀法以及溶胶凝胶法等。
其中，溶液法是一种较为常用的制备方法。
以溶液法制备光致变色材料为例，首先需要选择合适的光敏分子作为材料的主要成分。
这些光敏分子具有吸收特定波长光线后发生结构变化的特性。
接下来，将光敏分子溶解在合适的溶剂中，并加入适量的助剂和稳定剂，通过控制溶剂的浓度和温度，得到所需的光致变色材料。
接下来，我们讨论光致变色材料的光学性能研究。
光学性能是评价光致变色材料的重要指标，包括吸光性能、发光性能以及光热性能等。
吸光性能是指材料对不同波长光线的吸收程度，可以通过紫外-可见-近红外光谱仪进行测量。
发光性能是指材料在受到外界光照后产生的发光现象，可以通过荧光光谱仪进行测量。
光热性能是指材料在光照下产生的热源，可以通过热像仪进行测量。
在研究过程中，我们发现，光致变色材料的光学性能与其分子结构密切相关。
不同的分子结构对应着不同的光学性能，因此，合理设计分子结构是获得优良光致变色材料的关键。
例如，通过引入不同的取代基、改变分子的共轭结构和取代位阻基团，可以调节材料的吸光光谱范围和吸光强度，从而改变材料的颜色和光学性能。
此外，光致变色材料的应用也是我们研究的重点之一。
光致变色材料在信息存储方面具有广阔的应用前景。
例如，通过制备可重写的光存储介质，可以实现高密度的光存储和信息传输。
光电子器件方面，光致变色材料可以用于制备光开关、光控电阻和可调焦透镜等元器件，实现光电子信号的传输和处理。
此外，光致变色材料还可以应用于可见光催化反应中，通过光致变色材料的光热效应，实现光催化反应的激发和控制。
光致变色玻璃及其制备方法
光致变色玻璃及其制备方法
光致变色玻璃是一种可以通过外界光照使其颜色发生改变的特殊玻璃材料。
它具有普通玻璃的透明性，在无光照的情况下呈现透明状态，而在受到光照后，会发生光致反应，颜色会发生变化。
制备光致变色玻璃的主要方法有以下几种：
1. 化学法：将适量的金属离子（如银、金、铜等）溶解在玻璃基质中，形成浓度较低的金属离子溶液。
然后，在光照条件下，金属离子会发生光致反应，导致玻璃材料的颜色发生变化。
2. 离子交换法：先用钠离子或钾离子部分置换掉玻璃中的钙和镁离子，形成一定浓度的钠或钾离子浸入层。
在该浸入层上覆盖透明电极，当施加电场时，电极上沉积的金属离子与电极之间的间隙的填充物中的离子发生交换，从而导致光致变色。
3. 淬火法：制备表面有金属离子沉积的薄膜材料，通过淬火处理，使薄膜结构变得非晶化，从而形成光致变色玻璃。
4. 溅射法：使用物理气相沉积技术，将金属目标（如银、钴等）放置在真空腔室中，通过溅射在玻璃基质上沉积金属薄膜，形成光致变色的玻璃。
以上是一些常见的制备光致变色玻璃的方法，每种方法都有其适用的具体情况和特点。
在实际生产中，可以根据需求选择合适的制备方法。
光致变色材料的合成及应用研究
光致变色材料的合成及应用研究随着科技的发展，人们对于物质的性质和特征也有了更深入的了解，其实光致变色材料就是其中的一种。
光致变色材料具有很多应用，下面我们来详细了解一下光致变色材料的合成及应用研究。
一、光致变色材料的定义光致变色材料就是当它处于不同的环境中，或者是受到外界条件的变化时，材料会发生颜色的变化。
这种材料在工业、医学、军事等领域都有很多的应用。
二、光致变色材料的合成现代化学诞生之后，人们对于材料的研究更深入、更精确，也更具有针对性。
对于光致变色材料的合成，有一些常见的方法，比如说：溶胶-凝胶法、封闭法、水溶胶法等。
1、溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种将无机盐溶胶转化为胶体状态，再通过凝胶的过程来获得一种类似膜的物质，这个物质会呈现出一定的吸附和凝聚作用。
例如，将四甲基二硅氧烷（TMOS）和氯化铁（III）混合在一起，然后往里加入一些酸性催化剂。
这样处理之后的物质，可以获得一种微孔的、类似膜的材料，并且这个材料的颜色会随着光的强度变化而变化。
这样的材料广泛用于热敏墨水和其他应用领域。
2、封闭法封闭法是在固态基准材料（如双氧水过硫酸钾）中添加一种缺陷结构较大的材料（如硫化物、染料等），然后加热封闭，形成一种包含了物料的形态。
这种封闭性更强，反应也更快，而且不会因为如实的光照受损。
例如，可以将氧化锌微粒混合于双氧化硅中，然后进行加热处理。
这样处理之后的材料，可以获得一种类似于膜的混合物，并且这个材料的颜色也会根据光线的强度而发生变化。
此类材料的应用领域非常广泛，能广泛应用于玻璃、挡风玻璃、隔热绿色房顶等。
3、水溶胶法水溶胶法是将特定的材料以定量的方法溶于纯净水中，通过物理和/或化学的方法将其分离。
利用溶液的自由度，可以通过改变实验条件（如pH、温度、添加剂等）来调整材料的性能和结构。
例如，将氧化锌溶于硝酸水中，将后配制的溶液薄膜拓展到硅化物基板上，然后用紫外线线光照射其表面。
这样处理之后的材料，可以获得颜色会随着紫外线线光源的强度而变化、且继续时间强耗能及反应较好的材料。
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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；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Hirshberg[5]第一次提出光成色与光漂白循环可构成化学记忆模型, 并可在化学信息存贮方面获得应用. 螺吡喃衍生物有好的着色能力和抗光致疲劳能力, 在数据记录和储存, 光控开关, 显示器和非线性光学等方面有潜在的应用前景.2.1.1光致变色原理大多数螺吡喃及其类似化合物表现出正向光致变色特性. 然而, 当这些化合物的结构带有羟基、羧基或氨基时, 则显示出“逆”向光致变色特性. 人们对其光致变色机理及结构进行了大量研究. 普遍认为, 此类化合物在光照下, 发生键的异裂形成偶极离子. 由于共轭程度了发生改变, 因此显示不同的颜色[6] 如下图（1）所示.但对开环体2的花菁结构, Kim 和Schulze 等[7，8]提出了比花菁更稳定的花菁盐结构.2.1.2螺吡喃化合物的制备吲哚啉螺吡喃5可由取代水杨醛与2-亚甲基吲哚啉衍生物(Fischer 碱)在有机溶剂中回流缩合而成, 如将1,3,3-三甲基-2-亚甲基吲哚 3 与羟基芳醛 4 在乙醇溶液中回流反应, 5 的收率为70%～98%[9] 如图（2）所示.由（2）图中3的亚甲基部分容易二聚, 为提高苯并噁唑螺吡喃的收率, 使用锍盐或氧鎓盐6作为亚甲基单元的前体, 可以很好地完成这一反应(图1).图1利用类似的方法, 合成了许多螺吡喃类化合物及其衍生物2004～2007年孟继图2 光致变色螺环化合物典型代表物本等合成一系列的光致变色螺环化合物, 其典型代表物8, 9如图2所示.总之, 螺吡喃化合物合成方法已基本成熟, 今后应加强螺吡喃的修饰和化合物的设计研究, 通过改变合成方法减少对环境的影响, 以进一步提高产品纯度、收率和热稳定性.2.2 俘精酸酐类2.2.1简介俘精酸酐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。
2.2.2俘精酸酐的制备1999年，Kiji［10］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酐化合物。
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。
反应式如下图：俘精酸酐的合成近来，Asiri等通过二乙基丁二酸盐与3，5一二甲氧基苯甲醛的两步连续stobbe缩合，制备出一种苍黄俘精酸酐。
在固态和溶液中，这种俘精酸酐在366啪光照射下都能变为粉红色。
在所给的基本条件下其与丙二腈缩聚时，发生Knovenagel类型的反应，开环生成亚甲基腈衍生物。
后者在366nrn紫外光照射下转换为红外活性的1.8a-DHN衍生物。
当溶剂的极性增强时，此1.8a-DHN衍生物发生显著的正溶剂化显色现象。
门克内木乐等［11］对俘精酸酐的光致各向异性进行了研究，将一种吡咯取代俘精酸酐掺杂于PMMA中形成薄膜，用650nm线偏振激光照射薄膜，在由呈色态转变为无色态时发生光致各向异性。
实验证明，这种吡咯俘精酸酐／PMMA 薄膜经偏振光诱导后在633nm处具有正单轴晶体特性，光轴方向平行于激发光振动方向。
这种各向异性在室温下可保存1～2天，用垂直于原偏振方向上的光或偏振光的照射可使各向异性消失。
当样品中存储的信息被彻底擦除后，光致各向异性可重新产生，材料表现出较好的抗疲劳性。
这一结果为俘精酸酐材料在光信息处理方面的应用提供了实验数据。
闻起强等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酐化合物。
其所得结果与Kiji报道的不同之处在于:Kiji方法所得的双杂环俘精酸酐化合物的结构为ZZ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0.3406nm，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489nm，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。
俘精酸酐具有良好的热稳定性和抗疲劳性，室温下能循环3万次。
但是对这类化合物的结构与动力学关系目前还不是很清楚，还需深入研究。
3有机光致变色高分子材料3.1有机光致变色材料的制备光致变色高分子材料可以通过两种途径来制造，一种是通过化学共聚或接枝反应，将光致变色结构单元连接在聚合物的主链或支链上以达到变色的功能［12］在这方面，比较有代表性的探索有孙道鸣等人的研究，他们成功地合成了光致变色化合物1,3,3 三甲基螺吲哚啉2,3 [3H]萘并[2,1 b] [1,4]噁嗪（以下简记为I ），测定了其熔点，并用核磁共振红外吸收光谱质谱等仪器，进行了结构的确定并对合成的目标化合物进行了光致变色实验，将其制成高分子薄膜，光照后呈现蓝紫色，光敏性强抗疲劳性好，是良好的光致变色化合物下图是该实验目标化合物I的最终反应方程式：另外，徐晓明硕士合成了一系列新的含螺环和俘精酰亚胺不对称双变色基的光致变色化合物，并研究了其光致变色性能其中，对首次合成的同一个分子中含有螺毗喃和俘精酞亚胺的不对称双变色基的光致变色化合物的各种性质进行了测试，如最大吸收波长成色体的稳定性抗疲劳性等，发现这类化合物在各种溶剂中经紫外光照射后都呈现出与母体化合物不同的吸收波长，呈色体的稳定性和抗疲劳性比螺毗喃类化合物有较大地提高，是一类有优良变色性能的光致变色化合物3.2有机光致变色材料的制备第二种方法是把光致变色材料与其它的功能型材料共混，使其混合后的聚合物具有变色的功能［13］如于伟利等人利用静电纺丝技术制备并表征了PVP Hg(HDz)2/PS Zn(HDz)2/PS, Cd(HDz)2/PS超细纤维其中的双硫腙汞/PS （Hg(HDz)2/PS ）超细纤维具有光致变色性能通过对所得纤维进行光照比较，纤维颜色发生了明显的改变（橙红到深蓝）UV- Vis表征表明，光照后有顺式结构的双硫腙汞产生4光致变色材料的应用前景4.1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4.2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。
4.3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[2 81。
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。
4.4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，能快速精确地计量出高辐射的剂量。
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。
5 展望20 世纪80年代中期以来, 关于螺环化合物在光致变色过程中的光化学和光物理现象的研究非常活跃, 如今几乎渗透到各个高科技领域.目前, 正通过合理的机理来说明该类化合物特有的光致变色性质, 以期为研发性能更加优良的螺环光致变色材料提供理论指导.从优化骨架结构、改变重点位置的取代基、连接抗氧化基团等途径, 提高螺光致变色材料的抗疲劳性和热稳定性.有机光致变色高分子材料的研究及其在各个领域中良好的应用性已给社会带来了巨大的益处，同时，科学家们仍在开发新型材料其中，光致变色夜景高分子和具有光致变色特性的杂多化合物的合成均是当今研究的热点此外，纳米技术和无机/有机复合技术的发展也为光致变色材料的研究注入了新的活力。
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