2光致变色材料的应用前景

2光致变色材料的应用前景

（1）信息存储元件

（2）装饰和防护包装材料

（3）自显影全息记录照相

（4）国防上的用途

有机光致变色化合物是一种非常有价值的功能材料, 虽然

从光致变色现象的发现到今天已经有100 多年的历史, 而对有

机光致变色化合物的研究才刚刚开始, 是一个非常广阔的领域。

目前, 各种光致变色产品已经面世, 光致变色化合物的广泛应用

已指日可待。但从目前的研究来看, 光致变色化合物的各种性

质还不能完全满足应用的需要, 综合分析当前有机光致变色化

合物的研究进展, 其应用研究走在前列, 多注重对化合物光致变

色性能的表征, 而对物理、化学基本问题的研究则较少。因此,

进一步的发展有赖于一系列基本物理和化学问题的解决, 有赖

于理论的建立、技术的突破。需解决的问题概括如下:

首先, 性能优良的有机光致变色化合物应具有以下基本要

素:(1)好的热力学稳定性;(2)好的抗疲劳性;(3)快速的反应

性;(4)高灵敏度。仔细分析近些年国内外有机光致变色化合物

的研究成果, 满足以上要素的化合物体系为数不多, 如何开发出

优良的有机光致变色染料是目前研究人员的共识。然后, 进一

步深层研究有机光致变色化合物的变色机理。人们对其变色过

程并不十分了解, 为了更好地了解其变色过程, 需要利用越来越

先进的各种分析手段进行大量实验研究, 更需要进行理论上的

创造, 提出新概念、新模型、新理论和新方法, 科学地阐明有机光

致变色化合物的变色过程、激发过程和激发状态。最后, 在以上

研究的基础上进一步研究有机光致变色化合物的生产过程、生

产工艺, 降低生产成本使之尽快进入应用领域。

总之, 可以预计在未来数年中有机光致变色化合物将得到

广泛的应用, 尤其是在信息领域将引起一场革命

光致变色材料应用的五大方向是：

民生应用领域

主要有光致变色涂料、光致变色高分子材料。光致变色服装、纺织品、服饰品、儿童服装、T恤等已进入成熟应用。光致变色油漆、油墨、涂料、装饰材料等已开发成功多个品种。光致变色眼镜、工艺品、装饰品、儿童玩具、智力魔方、光笔无尘黑板、光致变色树脂塑料薄膜、光致变色塑料制品等已面向市场。

光信息存储材料

光致变色材料是双稳态材料，光照前后都是稳定的，用一种光照可以把信息存储进去，用另一种光照后又可以把信息调取出来，存储信息量大、性能稳定，可用于制R-CD光盘、光致变色计算机，它比电子计算机存储信息量大，集成度更高、计算速度更快（可提高2～3个数量级），结构更简单，并且不会发热，是非常热门的高新技术项目。

自显影感光胶片和全息摄影材料

利用光致变色材料对光辐射敏感特性，可以制备非银特殊感光胶片，这种感光胶片经过特定波长的光照射可显影，用另一波长的光照射可将记录信息全部擦除，既解决了银盐的毒性问

题，又可反复使用，省去胶片反复加工处理过程。利用光致变色材料制备全息胶片，省去胶片加工繁杂处理过程，而且还具有解像力高、信噪比更高等优点。

防伪识别技术

光致变色材料可用于贵重商品防伪识别技术。独有光致变色材料用于贵重商品防伪识别技术，可直观地进行双重防伪识别，光照下防伪标记变色，既可以大众防伪识别，也可仪器测试识别，用可见－紫外光谱仪测其独有的吸收波长，可辨别真伪。

军事隐蔽伪装材料

光致变色材料既可在固定的建筑物、国防和军事目标隐蔽伪装材料方面应用，把这些目标利用光致变色材料颜色变化，使它们融入大自然中隐蔽伪装起来，卫星等侦察手段不易发现它的庐山真面目；也可以将该材料应用于活动的军事目标、人、武器装备、运输工具等进行隐蔽伪装，把这些目标利用光致变色材料颜色变化，使它们和大自然融为一体，使卫星等侦察手段不易分辨真伪，达到防御的目的。

日本20世纪80年代初就开始进行有机光致变色材料研究，但因当时应用领域较窄而未进一步开发，目前仍停留在上世纪的研发水准上，工业上无大规模生产。近年来，欧美也开始涉足有机光致变色材料应用领域，但其主要技术源自于日本。

我国有机光致变色材料始于20世纪80年代。南开大学是国内外最早从事有机光致变色材料基础研究和应用开发的单位，近30年来，先后合成300种新的光致变色化合物，获得10多项国家发明专利，有机光致变色材料成果分别荣获天津市自然科学二等奖、天津市科技发明二等奖、国家教育部科技进步三等奖和国家优秀专利奖等。此外，中国科学院理化技术研究所有机光致变色材料研究在光信息存储方面取得了较好的进展。[2]

感温变色材料简介A Brief Introduction to Thermochromic Material

感温变色材料Thermochromic Material 一．可逆感温变色颜料的变色原理和结构： 感温变色颜料是一种随温度上升或下降而反复改变颜色的微胶囊。 可逆感温变色颜料是由电子转移型有机化合物体系制备的。电子转移型有机化合物是一类具有特殊化学结构的有机发色体系。在特定温度下因电子转移使该有机物的分子结构发生变化，从而实现颜色转变。这种变色物质不仅颜色鲜艳，而且可以实现从“有色===无色”和“无色===有色”状态的颜色变化,这是重金属复盐络合物型和液晶型可逆感温变色物质所不具备的。 微胶囊化的可逆感温变色物质称为可逆感温变色颜料(俗称：温变颜料,感温粉或温变粉)。这种颜料的颗粒呈圆球状，平均直径为2~7微米（一微米等于千分之一毫米）。其内部是变色物质，外部是一层厚约0.2~0.5微米既不能溶解也不会融化的透明外壳，正是它保护了变色物质免受其他化学物质的侵蚀。因此，在使用中避免破坏这层外壳是十分重要的。 二. 感温变色颜料的基本色： 目前本公司生产的可逆感温变色颜料在显色状态有以下15个基本色： 1、感温变色颜料之间的互配和拼色: 因为可逆感温变色颜料在隐色状态时是无色的，这使得不同颜色/不同变色温度/不同系列的变色颜料之间可以互配和拼色，从而获得更加丰富多彩的变色效果。 2-1、感温变色颜料基本色之间的互配： 将基本色之间按一定比例互配，可以获得许多过渡色无色的变色效果。

例如： 2-2、感温变色颜料与普通颜料之间拼色： 可以获得色A色B的变色效果。 例如： 补充说明：如选择单一基本色的话，变色效果都是从有色变到无色。如果想从有色变有色的话需要加入底色（普通颜料）。比如感温变色粉红色+普通色粉蓝色=紫色变蓝色。多段变色的话需要两个或两个以上温度的感温变色粉来调配。例如：宝蓝42度+红色31度=温度高于42度时为无色状态，温度在31-42度时为宝蓝色，温度低于31度时就是紫色。其他的都可依照类似调配

5 有机光致变色材料

一、绪论
应用有机化学
在外界激发源的作用下，一种物质或一个体系 发生颜色明显变化的现象称为变色性。
有机光致变色 光致变色材料 第五章 有机光致变色材料
光致变色(photochromism)： 光致变色
分子能够可逆地在两种不同吸收光谱的状态之间的转化， 光致变色是指一种化合物A受到一定波长的光照射时，可 光致变色 发生光化学反应得到产物B，A和B的颜色（即对光的吸收）明 显不同。B在另外一束光的照射下或经加热又可恢复到原来的 形式A。光致变色是一种可逆的化学反应，这是一个重要的判 断标准。 至少有一个反应是光激发的。当然，两种不同的形态不仅是它 们的吸收光谱不同，也可以是其它参数如氧化还原电位、电介 质常数等的不同。 在光作用下发生的不可逆反应，也可导致颜色的变化，只 属于一般的光化学范畴，而不属于光致变色范畴。
将光致变色色素加入透明树脂中，制成光变色材料，可以 用于太阳眼镜片，国内在变色眼镜方面已开始应用。将光致变 光致变色的材料早在1867年就有所报道，但直至1956年 Hirshberg提出光致变色材料应用于光记录存储的可能性之 后，才引起了广泛的注意。研究光致变色材料最多的国家是 美 国 、 日 本 、 法 国 等 ， 日 本在 民用 行 业 上开 发比 较 早。 色色素与高聚物连接在一起，可以制成具有光变色性能的材 料，在光电技术和光控装置中很有应用前景。用光致变色材料 可以做成透明塑料薄膜，贴到或嵌入汽车玻璃或窗玻璃上，日 光照射马上变色，使日光不刺眼，保护视力，保证安全，并可 起到调节室内和汽车内温度的作用；还可以溶人或混入塑料薄 膜中，用作农业大棚农膜，增加农产品、蔬菜、水果等的产 量。另一个重要的用途是用作军事上的隐蔽材料，例如军事人 员的服装和战斗武器的外罩等。
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有机光致变色存储材料进展

有机光致变色存储材料进展Ξ 李　瑛　谢明贵 (四川大学化学系,成都,610064) 摘　要　本文综述了最近二十年来在有机光致变色存储材料方面的进展。 关键词　光盘　有机光存储材料　光致变色化合物 1　引　言 光致变色现象最早是在生物体内发现,距今已有一百多年的历史。随后,本世纪40年代又发现了无机化合物和有机化合物的光致变色现象。光致变色材料的特异性能给这类化合物带来了广阔的、重要的应用前景。尤其是有机光致变色材料与半导体激光信号相匹配,成为新的一代光信息存储材料[1]。1993年9月在法国召开的首届有机光致变色化学和材料国际学术讨论会,宣告了一个在化学、物理和材料科学基础上互相渗透、互相交叉的新学科“光致变色化学和材料科学”的诞生。 光盘是继缩微技术(始于40年代)和磁性存储介质(始于60年代)之后所发展起来的一种崭新的信息存储系统[2]。它是通过激光束照射到旋转的圆盘(由保护层、记录介质层、反射层及基片组成)上,利用记录介质层所发生的物理和(或)化学变化,从而改变光的反射和透过强度而进行二进制讯息的记录。它的特点是:存储密度高、信息容量大(比磁盘高100倍以上);保存时间长(可达100年以上);防污染性能好;读出速度快。光盘的光学记录层分为:形成坑或孔的记录层、形成热泡的记录层、磁光记录层、染料/聚合物记录层、相变记录层和合金记录层。依功能的不同,光盘可分为三大类型:只读型光盘(Read only memory,ROM);一次写多次读型光盘(Write once read many,WORM)和可擦除型光盘(Erasable direct read after write,EDRAW)。根据当前光盘的发展趋势,本文将主要讨论EDRAW类型光盘用有机光致变色存储材料。 2　EDRAW光盘的结构及主要类型EDRAW光盘不同于CD(Compact disc)和WORW光盘,其存储是可逆的,即可写、读、擦。目前的EDRAW光盘存储信息密度达108bit/cm2,光道密度达8000～9000tracks/cm(磁盘1000～1500track/cm)。研制的类型主要有基于磁光效应(Mag2 neto-optical,m/o),可逆相变(Reversible phase change),光致变色(Photochromic)等。目前已经商品化的是磁光盘及相变光盘,但均系无机存储材料。 EDRAW光盘有两种规格,一是直径为3.25″(约130M Byte)主要用于个人电脑;另一种直径为5.25″(约300M Byte)用于档案数据存储。EDRAW 光盘的结构见图1 。 图1　EDRAW光盘结构示意图 Fig1Schematic structure of EDRAW disk 3　光致变色存储的工作原理 3.1　光致变色 一些无机和有机化合物,在某些波长的光作用下,其颜色发生可逆的变化,这就是光致变色现象。它具有三个主要特点:(a)有色和无色亚稳态间的可控可逆变化;(b)分子规模的变化过程;(c)亚稳态间的变化程度与作用光强度呈线性关系。 A λ 1 λ 2 B 大多数有机光致变色物质对紫外线敏感易变色,受热,可见光和红外线又会使其消色。光致变色物质可分为两大类:正光致变色性(Normal pho2 tochromism)和逆光致变色性(Reverse pho2 tochromism)。若λ2>λ1,此称为(正)光致变色。其中A B为光发色反应,B A为光退色或热退 Ξ四川省科学基金资助项目初稿收到日期:1997203215终稿收到日期:1997205230

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、

光敏高分子材料的研究进展

光敏高分子材料的研究进展 骆海强，重庆大学化学化工学院应用化学2班 摘要：由于当今材料科学技术的快速更迭，高分子材料逐渐成为材料科学领域中极具发展潜力的一类材料。在可利用能源不断缩减的今天，光敏高分子材料的研究力度大大提升，逐渐成为现代生活中不可或缺的部分。本文分别对光敏高分子材料的四大类——感光性高分子材料、光能转化高分子材料、光功能高分子材料及高分子非线性光学材料本身的特性及应用进行了综述性概括，以便快捷了解光敏高分子材料的特点。 0前言 随着材料科学技术相关研究人员在该领域的不断探索，高分子材料无论是在科研领域还是社会生活中，都扮演着极为重要的角色。在光电材料研究风气盛行的当下，太阳能电池、太阳能汽车等光能利用、转化设备普及的大环境下，光敏高分子材料的研究力度渐渐增加，也得到了许多理想的科研成果， 1光敏高分子材料概述 在光照下能表现出特别性能的高分子聚合物即为光敏高分子材料，是材料科学里一类主要的功能高分子材料，所触及范畴也较为普遍，如光致抗蚀剂、光导电高分子、高分子光敏剂等功能材料。 光敏高分子材料根据其自身在光照条件下所产生的反应类型及其展现出的特征性能，可以分成如下四类：感光性高分子材料、光能转化高分子材料、光功能高分子材料及高分子非线性光学材料。 现基于以上分类，对各种材料进行阐述。 2 感光性高分子材料 在光照下可以进行光化学反应的高分子材料常被称为感光性高分子材料。

根据其用途可分为光敏涂料和光刻胶。 2.1光敏涂料 2.1.1光敏涂料的作用机理 光敏涂料具有光敏固化功能，可以利用光交联反应或光聚合反应，使其中的低聚物聚合成膜或网状。经过恰当波长照射后，光敏涂料会快速固化，获得膜状物。因为固化过程较为稳定不易挥发溶剂，从而降低了排放，提高了材料利用，保障了安全性。而且由于是在覆盖之后才发生的交联，使图层交联度更好，机械强度也更稳固。 2.1.2光敏涂料的中常见低聚物的类型 以铁酸锌环氧酯错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。涂料为一类的环氧树脂型低聚物，在紫外光的处理下，给电冰箱表面上漆，能够是冰箱表面具有很好的柔顺性且不宜脱落。以含氟丙烯酸酯预聚物错误!未找到引用源。为一类的不饱和聚酯型低聚物，与光引发剂等结合后形成的混合型涂料，其硬度、耐挂擦力、附着力等性能大大提高。此外还有聚氨酯型低聚物错误!未找到引用源。及聚醚型低聚物。 2.2光刻胶（光致抗蚀剂） 2.2.1光刻胶的作用机理 生产集成电路的现有工艺中，通常会用这类感光性树脂覆盖在氧化层从而避免其被活性物质腐蚀。将设计好的图案曝光、显影，改变了其溶解性，其中树脂发生化学反应后去除了易溶解的物质，氧化层表面留下不溶部分，从而避免氧化层被活性物质腐蚀。 2.2.2光刻胶的分类 正性光刻胶和负性光刻胶错误!未找到引用源。是根据曝光前后涂膜的溶解性来分类的。其中正性光刻胶受光后会降解，被显影液所消融；而与之相反，在光照后，负性光刻胶获得的图形恰好与掩膜板图形互补，即曝光处会发生交链反应形成不溶物残余在表面形成图像，而非曝光处则如正性光刻胶同样被消融，。 根据光刻胶所吸收的光的紫外波长，还可将其分为深紫外(i-线，g-线)光刻胶，远紫外(193 nm)光刻胶和极紫外(13. 5nm)光刻胶错误!未找到引用源。。Lawrie等错误!未找到引用源。经过多次实践合成了一种感光灵敏度为4~6 mJ/cm2、分辨率为22.5 nm的

感温粉变色原理

感温粉是一种有机颜料,在低温时为有色状态，当温度升至设定值时颜料从有色变为无色。一、感温变色颜料的变色原理和结构： 感温变色颜料是由电子转移型有机化合物体系制备的。电子转移型有机化合物是一类具有特殊化学结构的有机发色体系。在特定温度下因电子转移使该有机物的分子结构发生变化，从而实现颜色转变。这种变色物质不仅颜色鲜艳，而且可以实现从“有色===无色”状态的颜色变化,这是重金属复盐络合物型和液晶型可逆感温变色物质所不具备的。 微胶囊化的可逆感温变色物质称为可逆感温变色颜料(俗称：温变颜料,感温粉或温变粉)。这种颜料的颗粒呈圆球状，平均直径为2~7微米（一微米等于千分之一毫米）。其内部是变色物质，外部是一层厚约0.2~0.5微米既不能溶解也不会融化的透明外壳，正是它保护了变色物质免受其他化学物质的侵蚀。因此，在使用中避免破坏这层外壳是十分重要的。 1、感温变色基本颜色： 2、感温变色基本温度：-5℃、0℃、5℃、10℃、16℃、21℃、31℃、33℃、38℃、43℃、45℃、50℃、65℃、70℃、78℃。 3、感温变色可随温度的上升、下降而反复必变颜色。（以31℃红色为例，变色形式为31℃以上呈现无色，31℃以下呈现红色）。 4、感温变色内含微胶囊变色颗粒，粒径在1~10UM之间，并具有耐高温、抗氧化等胶囊所改变的特性。 5、感温变色产品之设计以高温环境时与低温环境时有颜色变化为诉求，并大多应用于人体感温的系列产品，也可做防伪设计使用。 二、感温变色粉应用： 1、感温变色粉为微胶囊化的可逆感温变色物质称为可逆感温变色颜料(俗称：温变颜料,感温粉或温变粉)。 2、本品可用于聚丙烯（PP）、软聚氯乙烯（S-PVC）、AS 、ABS和硅胶等透明或半透明塑料的注塑、挤塑成型。也可混入不饱和聚脂、环氧树脂、有机玻璃或尼龙单体内浇铸、模压、固化成型合适之油墨基材。 3、用于注塑、挤塑加工或浇铸、模压、固化成型时,变色颜料的用量为塑料量的0.4~3.0% ,通常为 0.6 ~2.0% 。变色颜料与塑料粒子要充分混和均匀（混合时可使用少量白油）。如果是普通颜料与变色颜料拼色，则普通颜料（或染料）的用量大约为变色颜料的0.5-2.5% 。 4、色母料： 在大批量生产时可先将变色颜料加入聚乙烯蜡或聚苯乙烯蜡中制成颜料含量为10%的色母料，然后再与塑料粒子混合使用。这样可使变色颜料分散的更均匀。色母料的制备方法可参考本司提供的技术资料。 5、温度： 加工温度应控制在200℃以下,最高不要超过230℃,并尽量减少物料的受热时间。（高温，长时间加热将损害颜料的变色性能）。 6、注意事项： A : 注塑和挤出中使用变色颜料时塑料中不应再同时使用其它填充料或普通颜料(例如：钛白粉，碳酸钙，硫酸钡，碳黑等)，否则将会屏蔽变色效果。

热致变色

Fibers and Polymers 2007, Vol.8, No.2, 234-236 234 Effect of Alkyl Chain Length on Thermochromism of Novel Nitro Compounds Sang Cheol Lee *, Y oung Gyu Jeong, Suk Hyun Jang, and Won Ho Jo 1 School of Advanced Materials and Systems Engineering, Kumoh National Institute of Technology, Kumi 730-701, Korea 1 Hyperstructured Organic Materials Research Center and School of Materials Science and Engineering, Seoul National University, Seoul 151-742, Korea (Received November 21, 2006; Revised February 16, 2007; Accepted March 19, 2007) Abstract: A series of novel nitro compounds containing different alkyl chain length (x=2~5), 1,5-bis(hydroxyalkylamino)-2,4-dinitrobenzene (BDBx), are synthesized and their thermochromic behavior is investigated by using differential scanning calorimetry and optical microscopy. All the BDBx crystals synthesized show yellow color at room temperature. BDBx (x=2~4) samples display orange color even in the solid when heated above respective thermochromic transition temperature,while the yellow color of BDB5 changes to orange with melting. The orange color of BDBx crystals returns to yellow when cooled down to room temperature, indicating that the thermochromic behavior of BDBx is reversible. The thermochromic transition temperatures of BDBx crystals are found to be decreased with increasing the alkyl chain length, exhibiting even-odd fluctuation. Keywords: Thermochromism, Thermochromic transition temperature, Even-odd fluctuation The reversible or irreversible color change of organic compounds under the stimulus of heat is referred to as thermochromism [1,2]. The thermochromic organic compounds have received special attention in various applications such as smart dyes, temperature-indicating devices, temperature sensitive light filters, optical switching, imaging systems, etc [1,3,4].Among thermochromic organic compounds, spiroheterocyclic compounds [5-7], Schiff base [8-11], and overcrowded ethyl-enes [12,13] have been extensively investigated. As a result,it was revealed that their thermochromism occurs via an equilibrium process between two isomeric molecular species.For instance, the thermochromic behavior of spiroheterocyclic compounds such as spiropyrans and spirooxazines has been identified to be associated with a thermally sensitive equilibrium between the spiroheterocyclic form and the quasi-planar open merocyanine-like structure formed by ring opening via the C-O bond breaking [1,2]. We have recently introduced a novel thermochromic nitro compound, 1,5-bis(hydroxyethylamino)-2,4-dinitrobenzene (BDB2), and investigated its thermochromic mechanism in the solid state [14]. The yellow color of BDB2 at room tem-perature changed to orange in the solid state when heated.The yellow color is recovered when cooled again. From the results of X-ray diffraction, thermal data, visible and infrared spectra, it was suggested that the reversible thermochromic behavior of BDB2 stems from the crystal-to-crystal transition accompanying the configurational transformation between nitro-form and acid-form via the intramolecular hydrogen transfer. In this communication, we report the synthesis and thermochromism of 1,5-bis(hydroxyalkylamino)-2,4-dinitro-benzene (BDBx, where x means the number of methylene group) with a variety of alkyl chain lengths (x=2~5), whose chemical structure is shown in Figure 1. The influence of alkyl chain length on thermochromic behavior of BDBx crystals is investigated by means of differential scanning calorimetry and optical microscopy. A series of BDBx with different alkyl chain length (x=2~5) were synthesized via two steps in the laboratory. In the first step, m -dichlorobenzene (50g, 0.34 mol) was reacted with KNO 3 (70g, 0.693 mol) in a concentrated H 2SO 4 solution (250m l ) at 130o C for 1 hr. The reaction product of 2,6-dichloro-3,5-dinitrobenzene was filtrated, dissolved in a boiling 95% ethanol (1000m l ), and recrystallized at 0o C for 24 hrs. In the second step, 2-amino-1-ethanol (23g), 3-amino-1-protanol (28.3g), 4-amino-1-butanol (33.5g), and 5-amino-1-pentanol (34.7g) were dissolved in ethanol (50m l ),respectively, and then each solution was dropwisely added into 2,6-dichloro-3,5-dinitrobenzene (20g, 0.084mol) in ethanol solution (250m l ). Each mixed solution was stirred for 4 hrs to complete the reaction between 2,6-dichloro-3,5-dinitrobenzene and aminoalcohol. The crude products of BDBx with different alkyl chain length were filtrated and purified by recrystalli-zation in ethanol solution. Sample codes for BDBx (x=2~5)crystals prepared in this study are denoted as BDB2, BDB3,BDB4 and BDB5, respectively, depending on the alkyl chain length. Here, it should be mentioned that each BDBx consists of only one crystal structure, which is confirmed by X-ray diffraction method. Previously, we found that BDB2 exists *Corresponding author: leesc@kumoh.ac.kr Figure 1. Chemical structure of 1,5-bis(hydroxyalkylamino)-2,4-dinitrobenzene (BDBx). Communication

有机光致变色材料最新研究综述

有机光致变色材料最新研究综述 刘辉 （武汉理工大学理学院） 摘要：本文介绍了有机光致变色材料体系的国内国外研究发展过程，介绍了不同体系光致变色机理，光致变色材料在信息、染料等方面的应用。 关键词：有机光致变色材料机理应用 The Recect Advance in Organic Photochromic System Hui Liu (Wuhan University of Technology) Abstract:This article have introduced the recent advance in organic photochromic system .The application of photochromic system in the area of IT、dyestuff and so on.The chromic mechanism of photochromic. Key words: Organic photochromic system mechanism application 前言 光致变色（Photochromism）是指化合物A在一定波长λ1光照射下，通过特定的化学反应生成结构和光学性能不同的化合物B，在另外一定波长λ2或者热的条件下，B又会可逆地生成化合物A的现象，其变化化学式如下：

这一过程的基本特征是：A、B在一定条件下都能稳定存在，且颜色区别明显，；A和B之间的变化是可逆的。其中温度导致的褪色材料称为T（Thermal）型，这类材料受到激发后反应速度和褪色速度都比较快；光辐射作用导致的变色材料称为P(Photoactive)型，这类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。【1】 本文着重介绍有机光致变色的国内外发展状况和各变色体系的变色机理。 1光致变色材料的分类 1.1有机光致变色化合物 有机光致变色材料种类很多，反应机理也不尽相同，主要包括：①键的异裂，如螺吡喃、螺噁嗪等；②键的均裂，如六苯基双咪唑等；③电子转移互变异构，如水杨醛苯胺类化合物等；④顺反异构，如偶氮化合物等；⑤周环化反应，如俘精酸酐类，二芳基乙烯等。下面介绍几类主要的有机光致变色材料。 （1）螺吡喃类 螺吡喃是有机光致变色材料中研究和应用最早、最广泛的材料之一，其变色机理：

感温变色材料

感温变色材料

感温变色材料Thermochromic Material 一．可逆感温变色材料的变色原理和结构： 感温变色颜料是一种随温度上升或下降而反复改变颜色的微胶囊。 可逆感温变色颜料是由电子转移型有机化合物体系制备的。电子转移型有机化合物是一类具有特殊化学结构的有机发色体系。在特定温度下因电子转移使该有机物的分子结构发生变化，从而实现颜色转变。这种变色物质不仅颜色鲜艳，而且可以实现从“有色===无色”和“无色===有色”状态的颜色变化,这是重金属复盐络合物型和液晶型可逆感温变色物质所不具备的。 微胶囊化的可逆感温变色物质称为可逆感温变色颜料(俗称：温变颜料,感温粉或温变粉)。这种颜料的颗粒呈圆球状，平均直径为2~7微米（一微米等于千分之一毫米）。其内部是变色物质，外部是一层厚约0.2~0.5微米既不能溶解也不会融化的透明外壳，正是它保护了变色物质免受其他化学物质的侵蚀。因此，在使用中避免破坏这层外壳是十分重要的。 二. 感温变色材料的基本色： 目前本公司生产的可逆感温变色颜料在显色状态有以下15个基本色： 1、感温变色颜料之间的互配和拼色:

因为可逆感温变色颜料在隐色状态时是无色的，这使得不同颜色/不同变色温度/不同系列的变色颜料之间可以互配和拼色，从而获得更加丰富多彩的变色效果。 2-1、感温变色颜料基本色之间的互配： 将基本色之间按一定比例互配，可以获得许多过渡色无色的变色效果。 例如： 2-2、感温变色颜料与普通颜料之间拼色： 可以获得色A 色B 的变色效果。 例如：

三、热敏变色颜料的类型： 1、热消色型（R系列）： 在低温时为有色状态，当温度升至设定值时颜料从有色变为无色。它的变色温度可根据用户需要在-20～80℃范围内设定:。R系列变色颜料的品种最多，色谱齐全，是最常用的变色颜料系列。其色～温关系曲线如图1所示： 图 1. R系列色～温关系曲线图 2. F系列色～温关系曲线 2、热发色型（F系列）：

一-----温致变色材料的制备

武汉大学化学与分子科学学院 -----课程实验报告 一、实验目的 了解温致变色材料的制备；了解温致变色的机理及影响因素 二、实验原理 有些物质在温度高于或低于某个特定温度区间会发生颜色变化，这种材料被叫做温致变色（thermochromic）材料。颜色随温度连续变化的现象称为连续温致变色，而只在某一特定温度下发生变化的现象称为不连续温致变色；而能够随温度升降，反复发生颜色变化的称为可逆温致变色，而随温度变化只能发生一次颜色变化的称为不可逆温致变色。温致变色材料已在工业和高新技术领域得到广泛应用，有些温致变色材料也用于儿童玩具和防伪技术中。温致变色的机理很复杂，其中无机氧化物的温致变色多与晶体结构的变化有关，无机配合物则与配位结构或水合程度有关，有机分子的异构化也可以引起温致变色。 四合铜二乙铵盐[(CH3CH2)2NH2]2CuCl4在温度较低时，由于氯离子与二乙基铵离子中氢之间的氢键较强和晶体场稳定化作用，处于扭曲的平面正方形结构。随着温度升高，分子内振动加剧，其结构就从扭曲的平面正方形结构变为扭曲的正四面体结构，相应地其颜色也就由亮绿色转变为黄色。可见配合物结构变化是引起系统颜色变化的重要原因之一。

本实验以CuCl2与二乙胺盐酸盐反应制备目标产物。 CuCl2 +2 (CH3CH2)2NH?HCl ＝ [(CH3CH2)2NH2]2CuCl4 四氯合铜二二乙胺盐易溶于乙醇，而在异丙醇中溶解度较小，易吸湿。二乙胺盐酸盐也可通过二乙胺与盐酸1:2反应制得。 胆甾型液晶具有螺旋结构，随着温度的变化，螺距会发生变化，因而干涉光的波长随之而变，也就引起反射光波长变化，导致温致变色现象。 三、实验仪器和药品 电子天平（精确至0.01g）；带塞锥形瓶1个；烧杯（250 mL）；量筒（10 mL，）；抽滤装置一套，干燥器（烘干箱）；小试管；橡皮筋；水银温度计 盐酸二乙基铵（(CH3CH2）2NH·HCl），异丙醇，生胶带，CuCl2?2H2O，经活化的3A/4A 分子筛 四、实验步骤 1．温致变色材料的制备 ①用电子天平秤取1.6g盐酸二乙基铵（白色晶状体），秤取1.7g（浅蓝色晶体，有部分结

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。 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

温变色粉

变色风温变色粉Thermochromic Material 一．可逆温变色粉的变色原理和结构： 温变色粉一种随温度上升或下降而反复改变颜色的微胶囊。 可逆感温变色粉是由电子转移型有机化合物体系制备的。电子转移型有机化合物是一类具有特殊化学结构的有机发色体系。在特定温度下因电子转移使该有机物的分子结构发生变化，从而实现颜色转变。这种变色物质不仅颜色鲜艳，而且可以实现从“有色===无色”和“无色===有色”状态的颜色变化,这是重金属复盐络合物型和液晶型可逆感温变色物质所不具备的。 微胶囊化的可逆感温变色物质称为可逆感温变色粉俗称：温变颜料,感温粉或温变粉)。这种颜料的颗粒呈圆球状，平均直径为2~7微米（一微米等于千分之一毫米）。其内部是变色物质，外部是一层厚约0.2~0.5微米既不能溶解也不会融化的透明外壳，正是它保护了变色物质免受其他化学物质的侵蚀。因此，在使用中避免破坏这层外壳是十分重要的。 二. 感温变色粉的基本色： 可逆感温变色粉在显色状态有以下15个基本色： 1、感温变色粉之间的互配和拼色: 因为可逆感温变色粉在隐色状态时是无色的，这使得不同颜色/不同变色温度/不同系列的变色颜料之间可以互配和拼色，从而获得更加丰富多彩的变色效果。 2-1、感温变色粉基本色之间的互配： 将基本色之间按一定比例互配，可以获得许多过渡色无色的变色效果。 例如： 2-2、感温变色粉与普通色粉之间拼色： 可以获得色A 色B的变色效果。 例如：

三、热敏变色粉的类型： 1、热消色型（R系列）： 在低温时为有色状态，当温度升至设定值时颜料从有色变为无色。它的变色温度可根据用户需要在-20～80℃范围内设定:。R系列变色颜料的品种最多，色谱齐全，是最常用的变色粉系列。其色～温关系曲线如图1所示： 图1. R系列色～温关系曲线图2. F系列色～温关系曲线 2、热发色型（F系列）： 其色～温特性与R系列正相反。在低温时为无色状态，当温度升至设定值时颜料从无色变为有色。它的发色温度区间为：60～65℃。其色～温关系曲线如图2所示。 四、温变色粉的变色温度 1、感温变色温度

有机光致变色与存储材料的研究现状

有机光致变色与存储材料的研究现状 材料化学 摘要本文综述了最近十年来在有机光致变色存储材料方面的进展。重点介绍了二芳基乙烯化合物光致变色性能的相关内容。 引言 21 世纪是信息时代, 海量信息存储与高速传输成为进一步发展信息高技术产业的要求, 光信息存储已成为当今公认的重大科学技术领域的前沿课题之一. 而且随着现代科学技术的迅猛发展, 许多领域的研究开发水平都达到了前所未有的高度, 人类对计算机、电子、生物技术、材料等诸多学科提出了更高的发展要求, 需要更加快速、大容量的信息存储材料, 响应时间上甚至希望能够达到纳秒、皮秒级, 最终的目标是在分子水平甚至原子水平上存储信息. 高性能的有机光致变色材料正是能够满足这种要求的极具潜力的存储材料之一, 因为光致变色材料是以光子方式记录信息, 一旦实用化, 将实现人们所期待的光存储高速度、大容量的特性. 基本概念与原理介绍 在外界激发源的作用下，一种物质或一个体系发生颜色明显变化的现象称为变色性。 一、光致变色现象(photochromism)： 光致变色是指一种化合物A受到一定波长(λ1)的光照射时，可发生光化学反应得到产物B，A 和B的颜色（即对光的吸收）明显不同。B在另外一束光(λ2 )的照射下或经加热又可恢复到原来的形式A。 光致变色是一种可逆的化学反应，这是一个重要的判断标 准。这种在光的作用下能够发生可逆颜色变化的化合物，称为 光致变色化合物。分子能够可逆地在两种不同吸收光谱的状态 之间的转化，至少有一个反应是光激发的。当然，两种不同的 形态不仅是它们的吸收光谱不同，也可以是其它参数如氧化还 原电位、电介质常数等的不同。 在光作用下发生的不可逆反应，也可导致颜色的变化，只 属于一般的光化学范畴，而不属于光致变色范畴。 二、光致变色存储的工作原理 光盘记录的基本原理都是基于记录介质受激光辐射后所发生的物理或化学变化为基础的。光致变色材料作记录介质时,其具体记录过程是:首先用波长λ 1 的光(擦除光) 照射,将存储介质由状 态A 转变到状态B。记录时,通过波长λ 2的光(写入光) 作二进制编码的信息写入,使被λ 2 的光照 射到那一部分由状态B 转变到状态A 而记录了二进制编码的“1”;未被λ 2 的光照射的另一部分仍为状态B ,它对应于二进制编码的“0”。 信息的读出可以用读出透射率变化的方法,也可以用读出折射率变化的方法。 读出透射率变化是利用波长λ 2 的光的照射,测量其透射率变化而读出信息的。当λ 2 的光照 射到编码为“0”处(状态B) 时,因吸收大而透射率很小。当λ 2 的光照射到编码为“1”处(状态A) 时,因无吸收而透射率大。从而根据透射率的大小能够测得已记录的信息。 读出折射率变化是利用波长不在两个吸收谱中的光的照射、测量其折射率的变化而读出信息的。这是由于吸收谱的变化必然会产生折射率的变化。但要测出状态A 和状态B 的折射率的不同,就要加厚记录介质的厚度。这样,写入光的能量密度和功率就要提高数倍。 三、主要有机光致变色体系简介

光致变色材料的研究及应用进展

Journal of Advances in Physical Chemistry 物理化学进展, 2018, 7(3), 139-146 Published Online August 2018 in Hans. https://www.wendangku.net/doc/f316224651.html,/journal/japc https://https://www.wendangku.net/doc/f316224651.html,/10.12677/japc.2018.73017 Research and Application Progress of Photochromic Materials Yue Sun College of Chemistry and Chemical Engineering, Southwest Petroleum University, Chengdu Sichuan Received: Aug. 5th, 2018; accepted: Aug. 18th, 2018; published: Aug. 27th, 2018 Abstract Photochromic materials, as an important subject in the field of high technology, have wide appli-cation value and development prospect. According to different types, this paper summarizes the research progress and related applications of organic photochromic materials, inorganic pho-tochromic materials and inorganic-organic hybrid photochromic materials, and briefly discusses the future development trend. Keywords Photochromatism, Research Progress, Application, Development Trend 光致变色材料的研究及应用进展 孙悦 西南石油大学化学化工学院，四川成都 收稿日期：2018年8月5日；录用日期：2018年8月18日；发布日期：2018年8月27日 摘要 光致变色材料作为当前高科技领域研究的重要课题，具有广阔的应用价值和发展前景。根据类型不同，本文分别综述了有机光致变色材料、无机光致变色材料以及无机–有机杂化光致变色材料的研究进展及相关应用，并对光致变色材料未来的发展趋势作了简要探讨。 关键词 光致变色，研究进展，应用，发展趋势