什么是光致变色(Photochromism)?

光致变色是一种可逆的颜色变化,特别是在紫外线(UV)、可见光和红外(IR)光的存在下描述颜色变化的过程。这种现象常见于过渡性透镜,它是一种眼镜镜片,在室外阳光下变暗,在室内光线下变得清晰。一种光致变色物质在某种光线下会发...
光致变色是一种可逆的颜色变化,特别是在紫外线(UV)、可见光和红外(IR)光的存在下描述颜色变化的过程。这种现象常见于过渡性透镜,它是一种眼镜镜片,在室外阳光下变暗,在室内光线下变得清晰。一种光致变色物质在某种光线下会发生颜色变化,例如,激活过渡透镜的紫外线阳光。这种现象的发生是由于分子材料对波长辐射的吸收特性造成的。不同的材料可能会用自己的特征透射光谱来响应,这些光谱在光线变化的情况下会发生变化。科学家烧杯对这一现象的准确理解是由德国犹太有机化学家威利·马尔克瓦尔德博士(1864-1950)首次发现的,1899年,他还以威利·马克瓦尔德的名字命名,直到1950年代,他还被认为是皮埃尔和玛丽·居里钋同位素镭F的发现尽管光致变色现象早在1867年就已被其他人观察到,但马尔克瓦尔德在研究苯并-1-萘醌和四氯-1,2-酮-萘醌在光照下的行为时,确实确定了这一现象,一种化合物暴露在光下会转化成另一种化合物。在没有光的情况下,它会转化回原来的化合物。这些反应被称为正向反应和反向反应。颜色变化可以发生在有机化合物和人造化合物中,也可以发生在自然界中。可逆性是命名这个过程的一个关键标准,但如果材料在紫外线照射下发生永久性的颜色变化,则会发生不可逆的光致变色然而,这属于光化学的范畴。许多光致变色分子可分为几种类别,其中包括螺吡喃类、二芳基乙烯类和光致变色醌类等。无机光致变色剂可能包括银、氯化银,氯化银是制造光致变色透镜的典型化合物。光致变色的其他应用在超分子化学中,通过观察特征光致变色位移来指示分子跃迁。三维光学数据存储利用光致变色来创建存储盘能够存储1万亿字节的数据,或者基本上是1000千兆字节。许多产品利用这种改变来为玩具、纺织品和,在化妆品的某些光区,可以用光致变色技术来监测薄膜的变色反应光学或材料薄膜应用的任何数量;例如,应用包括半导体、滤光片和其他技术表面处理的生产。通常,光致变色系统是基于两个吸收光谱明显不同的状态之间发生的单分子反应。该过程通常是可逆的热辐射或热,以及可见光谱光。将这种现象应用到消费品和工业技术中,需要将这些自然的分子变化与理想的光传输和吸收结合起来,以获得多种理想的效果。产品和技术的能带工程也因此而大大增强光、材料和元素之间对颜色敏感的修改。
  • 发表于 2020-09-17 21:01
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  • 分类:科学教育

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