光致变色材料制备
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。
光致变色材料范文
光致变色材料范文光致变色材料是一类具有特殊光学性质的材料，能够根据外部光照的变化而产生颜色的变化。
这种材料具有广泛的应用领域，包括光学镜片、眼镜、汽车车窗以及纺织品等。
在这篇文章中，我们将介绍光致变色材料的原理、制备方法以及其应用。
光致变色材料的原理主要基于分子结构的变化。
一般来说，这种材料是由两种或多种有机分子组成的体系，其中一种是显色分子，另一种是助色分子。
在没有外部刺激的情况下，显色分子和助色分子之间的相互作用使得材料呈现无色或淡色。
当材料受到外界光照时，显色分子的分子结构发生变化，从而引发颜色的变化。
这种分子结构的变化可以通过光照时间、光照强度和光照波长的选择来控制。
制备光致变色材料的方法主要有两种：化学合成和物理法。
在化学合成中，可以选择合适的有机合成方法来合成显色分子和助色分子。
例如，可以利用醌化合物和苯醇类化合物的反应合成含有O原子的大环化合物。
而在物理法中，可以利用聚合方法将显色分子和助色分子封装在聚合物基质中，从而形成复合材料。
光致变色材料的应用非常广泛。
在光学镜片和眼镜中，光致变色材料可以在室外强光照射下自动变为深色，从而有效减少眼睛受到的光线刺激。
而在汽车车窗中，光致变色材料可以根据外界光线的变化来调节车窗的透光性，从而提供更好的驾驶视野和隐私保护。
此外，光致变色材料还可以应用在纺织品中，使其在阳光下变色，为服装设计带来新的可能性。
虽然光致变色材料具有许多优点，但也存在一些挑战。
首先，光致变色材料的响应速度需要进一步提高，以适应快速变化的光照条件。
其次，材料的耐光性和耐久性也需要改进，以确保其长期稳定性。
此外，光致变色材料的制备方法和成本也是需要解决的问题。
总而言之，光致变色材料是一类具有特殊光学性质的材料，能够根据外部光照的变化而产生颜色的变化。
其制备方法和应用领域非常广泛，但仍然需要进一步研究和发展。
相信随着科技的进步和人们对生活质量的要求提高，光致变色材料将在未来发挥更大的作用。
【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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光敏高分子材料
光敏高分子材料1. 概述光敏高分子材料是一种特殊的高分子材料，它具有对光的敏感性，能够在受到光的照射后发生一系列化学或物理变化。
这种材料具有广泛的应用潜力，在光学、光电子学、生物医学等领域得到了广泛的关注和研究。
2. 光敏高分子材料的分类根据光敏高分子材料的结构和机理，可以将其分为以下几类：2.1 光致变色材料光致变色材料能够在受到光照后改变其颜色，这种变色效应是由于材料内部的化学或物理结构发生了改变所致。
光致变色材料有着广泛的应用，如液晶显示屏、光学存储介质等。
2.2 光敏聚合物光敏聚合物能够在受到光照后发生聚合反应，从而改变其物理或化学性质。
这种材料常用于光刻工艺、光刻胶、光纤光缆等领域。
2.3 光敏降解材料光敏降解材料可以在光照下发生分解反应，从而改变物质的性质或失去其功能。
这种材料常用于药物递送系统、可降解材料等领域。
2.4 光敏流变材料光敏流变材料在受到光照后会发生形态变化，从而改变其流变特性。
这种材料常用于可调谐光学器件、人工肌肉等领域。
3. 光敏高分子材料的制备方法光敏高分子材料的制备方法多种多样，以下是几种常见的方法：3.1 光化学方法光化学方法是通过光照下进行化学反应来制备光敏高分子材料。
这种方法可以控制反应的位置、速率和产物，具有较高的选择性和灵活性。
3.2 光修饰方法光修饰方法是将已有的高分子材料用光敏分子进行修饰，从而赋予材料光敏性。
这种方法无需从头合成材料，节省了制备成本。
3.3 模板聚合方法模板聚合方法是在模板分子的作用下进行聚合反应，制备具有特定结构和功能的光敏高分子材料。
这种方法可以控制材料的形貌和性能。
4. 光敏高分子材料的应用领域光敏高分子材料具有广泛的应用潜力，以下是几个典型的应用领域：4.1 光刻工艺光敏高分子材料可用于光刻工艺中的光刻胶，用于制备微电子器件。
其优点是可调谐性好、制备成本低，能够满足不同工艺需求。
4.2 光学存储介质光敏高分子材料可用于制备光学存储介质，实现信息的写入和读出。
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。
光致变色材料制备用途以及进展
光致变色材料制备用途以及进展光致变色材料还可以应用于传感器领域。
通过对光致变色材料进行材料表面改性和结构设计，可以实现对温度、湿度、压力和化学物质等环境参数的灵敏检测。
这些传感器可以应用于生活中的智能家居、医疗健康和环境监测等领域。
除了光学和传感器领域，光致变色材料还有其他一些用途。
例如，在纺织品和陶瓷领域，光致变色材料可以应用于制造颜色随温度变化的智能纤维和智能陶瓷；在建筑领域，光致变色材料可以应用于制造可调节透光率和热学性能的玻璃和可变反射涂层，用于调节建筑物的室内光照和能量消耗。
在光致变色材料的制备和研究方面，近年来取得了一些进展。
一方面，研究人员通过合成不同结构的有机分子和纳米材料，实现了对光致变色材料性能的调控。
例如，设计合成了新型的有机分子，使其在受到光照后能够发生颜色变化；还利用金属纳米颗粒和量子点等纳米材料，制备了具备特定光学性能的光致变色材料。
另一方面，研究人员也使用了一些新的制备技术来制备光致变色材料。
例如，通过溶液旋转涂覆、电沉积和溶胶-凝胶法等方法，可以制备出具有特定微纳结构和化学组成的光致变色材料。
这些新的制备技术可以提高制备效率，改善材料性能，并为进一步的应用提供了可能。
虽然在光致变色材料的制备和应用方面取得了一些进展，但仍然存在一些挑战。
例如，一些光致变色材料的响应速度较慢，不适用于高速光学器件和传感器；另外，一些材料在经历多次颜色变化后会失去响应性能。
因此，今后的研究需要进一步改进材料的性能，提高制备工艺，并探索新的应用领域。
总之，光致变色材料具有广泛的应用前景和进展。
它们可以应用于光学器件、传感器、纺织品、建筑材料等领域，并通过进一步的研究和发展，可以实现更多新的应用。
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。
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
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。
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。
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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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