استخدم تكنولوجيا المواد الضوئية الملونة لتلوين العالم
الرئيسية > تقنيات تغيير اللون > فوتوكروميك
أمثلة على المواد الضوئية
الفنون والحرف اليدوية
قياس جرعات الأشعة فوق البنفسجية
المواد التعليمية
النظارت وإكسسواراتها
الأزياء والإكسسوارات
معدات الصحة والسلامة
أجهزة طبية
فن الأظافر
عناصر جديدة
العناصر الترويجية
معدات الحماية
الطباعة الأمنية
مواد الصبغة الضوئية
أسود CB-11
الأزرق cb-09
البني cb-05
القهوة cc-10
الأرجواني الداكن cdp-04
الأخضر cg-07
السماء الزرقاء csb-08
البنفسجي السيرة الذاتية 12
الأصفر cy-14
الأحمر cr-01
رمادي cg-06
البرتقالي co-13
البرتقالي والأحمر كور 03
الوردي CP-02
الأرجواني cp-15
الأحمر كيلو بايت-01
البني كيلو بايت-04
أسود كيلو بايت-06
قهوة كي سي-03
الأرجواني الداكن KDR-07
الأزرق UB-13
أحمر غامق udr-14
غري ug-04
رمادي ug-10
الأرجواني الداكن cdp-04
البرتقالي uo-18
الأرجواني يصل-19
أصفر uy-01
البنفسجي uv-12
السماء الزرقاء USB-17
الأصفر والأحمر uvyr-10
الأصفر والأخضر uvyg-17
أحمر-أرجواني uvrp-19
أرجواني-برتقالي uvpo-11
الوردي-الأرجواني uvpp-14
البرتقالي-الأرجواني uvop-16
أرجواني-أرجواني uvmp-12
رمادي-أرجواني uvgp-13
القهوة الخضراء uvgc-01
الأخضر والأزرق uvgb-18
لقد مر أكثر من 100 عام منذ اكتشاف الكروماتوجرافية العضوية. ويرجع تاريخ الحاجة الحقيقية للكروماتوجرافية العضوية إلى ثمانينيات القرن العشرين عندما اكتشف الناس مركبات مثل البنزوبيران والسبيروكسازينات التي تتمتع بوظيفة مقاومة التعب بشكل أفضل. وفي الوقت الحالي، يركز البحث في المركبات الكروماتوجرافية بشكل أساسي على المركبات الحلقية غير المتجانسة ذات الصلة مثل السبيروكسازينات والسبيروبيرانات والدياريثيلينات وأنهيدريدات حمض الكابتوديتيف.
كيف تعمل المواد الضوئية؟
يشير هذا المصطلح إلى أن المركب (أ) ينتج منتجًا (ب) عند خضوعه لتفاعل كيميائي ضوئي محدد. تحدث هذه العملية في ظل تعرض المركب (أ) لضوء بطول موجي معين. أثناء هذه العملية، يحدث تغيير ملحوظ في طيف امتصاص المركب (أ) حيث يحدث تغيير في التكوين والبنية الإلكترونية. ومع ذلك، عند التعرض لوسائل حرارية وطول موجي مختلف للضوء، يمكن أن يعود المركب (أ) إلى شكله الأصلي.
أنواع المركبات الضوئية العضوية
هناك العديد من أنواع المواد الضوئية العضوية ذات آلية التفاعل المختلفة.
①تفاعلات الإضافة الحلقية، التي تغطي ثنائي أريليثين وأنهيدريدات الأحماض الأسيرة؛
②تفاعلات الأكسدة والاختزال، التي تغطي الثيازينات والمركبات العطرية متعددة الحلقات؛
③إيزومرة سيس-ترانس، التي تغطي المركبات الآزوية والأصباغ النفتوبيرانية؛
④تحويل الإلكترون إلى توتمير، يغطي مشتقات الساليسيلدين أنيلين؛
⑤انقسام الرابطة المتجانسة، التي تغطي هيكسافينيل بي إيميدازول؛
⑥انقسام الرابطة غير المتجانسة، التي تغطي السبيروكسازينات والسبيروبيرانات.
وفيما يلي بعض المركبات الضوئية العضوية.
1 سبيروبيران
سبيروبيران هو نوع من المركبات الضوئية العضوية التي تمت دراستها على نطاق واسع وتم البحث فيها منذ أقدم العصور.
إن تغيير لون سبيروبيرانز هو توليد مركبات ذات حلقات مفتوحة ذات هياكل مترافقة. وخلال هذه العملية، سوف تتولد تفاعلات إعادة تكوين الحلقة داخل الجزيء عن طريق انقسام الرابطة غير المتجانسة.
تفاعل تغير اللون هو:
بالنسبة للسبيروبيران، يكون الحد الأقصى لطول موجة الامتصاص للشكل الحلقي المفتوح أقل من 600 نانومتر بشكل عام. من السهل أن تتأكسد وتتحلل مع مقاومة ضعيفة للتعب. لها خصائص ضوئية صوتية. هناك عدة طرق لتصنيع مركبات السبيروبيران. يمكن أن يكون معدل العائد أكثر من 90٪.
2 سبيروكسازين
سبيروكسازين هو نوع من المركبات ذات الأداء الضوئي الصوتي. تم تطويره على أساس سبيروبيران في سبعينيات القرن العشرين.
إنه من المواد الواعدة للغاية لدخول مجال المواد الضوئية، حيث يتمتع بمقاومة جيدة للتعب، وخصائص كيميائية مستقرة واستجابة سريعة. إن تغير لونه يشبه تغير لون السبيروبيران، والذي يمكن تفسيره على النحو التالي:
وهو نوع من المركبات الضوئية العضوية ذات الاستقرار الضوئي القوي ومقاومة التعب.
في الآونة الأخيرة، هناك العديد من مركبات سبيروكسازين التي تم إنتاجها بواسطة تشونغ2 تشون لي وآخرين باستخدام تخليق الميكروويف.
معدل العائد لهذه الطريقة ليس مرتفعًا، فهو حوالي 40% فقط. ولكنها تستطيع في عشرات الدقائق توليد عائدات تعادل ما تستغرقه الطريقة التقليدية عدة ساعات لتوليده. وبالمقارنة بالطريقة التقليدية، فقد تحسنت كفاءتها بشكل كبير.
3 كرومين
يتمتع الكرومين بثبات ضوئي جيد ومعدلات إزالة اللون واستجابة جيدة للضوء. وهو نوع من مركبات البنزوبيران التي أجريت عليها أبحاث مكثفة. ويكون تفاعل تغير اللون على النحو التالي:
4 فولجيد
يمكن أن تولد الفولجيدات ظواهر ضوئية اللون من خلال الخضوع لتوتمرية التكافؤ لتحفيز الانعكاسات الحلقية داخل الجزيء. يشير هذا بشكل جماعي إلى أنهيدريدات الليدينمالونات الثنائية البديلة. يكون تغير اللون على النحو التالي:
يعد الفولجايد مادة تخزين بيانات بصرية جيدة يمكن مسحها وإعادة كتابتها أكثر من عشرة آلاف مرة. يتمتع بمقاومة جيدة للتعب وعمر تخزين طويل واستقرار حراري وضوئي جيد. نلاحظ أنه في بعض الفولجايدات المستبدلة بالفينيل في الحالات البلورية والمحاليل والزجاج والبوليمرات، توجد تغيرات لونية ضوئية. هناك أيضًا بعض التأثيرات اللونية المذيبة الواضحة. حاليًا، يعد الفولجايد المستبدل بالفوران الأكثر بحثًا وعمقًا.
5 مركبات الآزو
تتولد الكروموزمية الضوئية للمركبات الآزوية من خلال تفاعل إيزومير الرابطة سيس-ترانس. ويكون تغير اللون على النحو التالي:
من المهم جدًا دراسة وتصميم مركبات الآزو الجديدة. تتميز مركبات الآزو بقراءة غير مدمرة للمعلومات وكثافة تخزين عالية للغاية. هذه هي ميزتها. إنها نوع جديد من مواد تخزين المعلومات. لها أيضًا عيب، أي أن استقرارها الحراري ضعيف وهناك تغير صغير في طيف الامتصاص قبل وبعد تغير اللون.
6 ثنائي أريليثين
يمكن أن تولد ثنائي أريليثين أيضًا تفاعلًا عكسيًا للتحويل الحلقي بالإضافة إلى تفاعل إيزومير سيس-ترانس. من السهل تجديد ثنائي هيدرو فينانثرين الناتج عن التحويل الحلقي بسبب الأكسدة وإزالة الهيدروجين. ثنائي أريليثين هو نوع من المركبات الضوئية التي تم اكتشافها في وقت مبكر نسبيًا. يتم إنشاء هذا المركب بناءً على إيزومير سيس-ترانس. يكون تغير اللون على النحو التالي:
حظيت ثنائيات الأريليثين باهتمام كبير من الباحثين. فهي تتمتع ببعض المزايا التي لا تتمتع بها المركبات الضوئية الأخرى، مثل سبيروكسازينات، وسبيروبرينات، وآزوبنزينات. فهي تتميز بأوقات استجابة سريعة، ومقاومة للتعب، وثبات حراري فائق.
7 مشتقات أنيل
الأنيل ومشتقاته عبارة عن نوع من المركبات الضوئية. فهي تمر أولاً بتفاعل نقل الهيدروجين ثم تمر بتغير في تكوينها. وتخضع لتفاعل من خطوتين. ويكون تفاعل تغير اللون على النحو التالي:
8 كينون متعدد الحلقات
الكينونات متعددة الحلقات هي نوع من المركبات. عند تعرضها للأشعة فوق البنفسجية، فإنها تظهر تغيرًا في اللون من خلال تفاعل هجرة الألكوكسيل. تفاعل تغير اللون هو:
المواد الضوئية الكرومية القائمة على الأنثراكينون هي نوع من المواد الوظيفية الجديدة. لديها بعض الخصائص. إحدى الخصائص المهمة هي أنه يمكن إهمال تفاعلها الأنترانسي حيث لا يوجد لها تقريبًا أي تفاعل إزالة اللون في درجة حرارة الغرفة. أهم خاصية هي أنه مع التحولات العكسية العالية، يمكنها إجراء تحول عكسي لمدة 500 مرة دون إتلاف المواد
9 فيولوجين
المركبات الفيولوجينية، أي أملاح N-ثنائي ألكيل-4,4′-ثنائي بيريدينيوم. تنتمي العمليات الضوئية الكرومية للعمليات الضوئية الكرومية أيضًا إلى التفاعلات الدائرية. يكون تغير اللون على النحو التالي:
مركبات الفيولوجين هي نوع خاص من المركبات العضوية. من خلال الطريقة الضوئية والكيميائية الكهربائية والكيميائية، يمكنها توليد تفاعلات الأكسدة والاختزال. أثناء التفاعل، تظهر تغيرات واضحة في اللون. هذا النوع من المركبات له خصائص أكسدة واختزال ممتازة.
10 مركبات سبيروكسازينية لمواد ضوئية عضوية جديدة
تتميز المواد الضوئية الكرومية القائمة على السبيروكسازين بآلية تغيير لون مشابهة لتلك الموجودة في السبيروبيران. وهي نوع جديد من المواد. وهي تتمتع بخواص صوتية. وفي الحالات الشائعة، عند التعرض للضوء فوق البنفسجي، تنكسر الرابطة المفردة بين ذرة الأكسجين وذرة السبيروكربون. وبالتالي، يتحول الجزيء من شكل الحلقة المغلقة إلى بنية ميروسيانين مستوية ذات حلقة مفتوحة (تسمى PMC). بعد ذلك، يمكننا ملاحظة الامتصاص في المنطقة المرئية ويتكون نظام مترافق كبير. تقسم ذرة السبيروكربون الجزيء إلى حلقة سبيرونافثوكسازين وحلقتين إندولين عموديتين تقريبًا. الشكل المستقر للسبيروكسازينات هو بنية حلقة مغلقة عديمة اللون (تسمى SP). هذه الحلقات غير مترافقة وبالتالي لا يمكننا ملاحظة أي امتصاص في المنطقة المرئية. تعود PMC بسرعة إلى شكل SP بعد إزالة مصدر الضوء فوق البنفسجي. العرض التوضيحي كما يلي:
تطبيق المواد الضوئية
(1) عناصر تخزين المعلومات
يمكن للمركبات الضوئية الكرومية أن تخضع لتغيير دوري للون تحت أطوال موجية وكثافات مختلفة من الضوء. ويمكنها تحقيق الاحتفاظ بالمعلومات ومحوها طالما يتم إنتاجها في مكونات تخزين ذاكرة الكمبيوتر. ويمكن للمكونات محو المعلومات أو كتابتها بسرعة. وهي تتمتع بمقاومة إجهاد الصوت مع كثافة لا يمكن تصورها من المعلومات المسجلة.
هذا هو التوجه الجديد لتطوير نوع جديد من مواد تخزين الذاكرة.
(2) مواد التزيين والتغليف الوقائي
يمكن استخدام المركبات الضوئية كمنتجات زخرفية. ويمكن استخدامها في ورق الحائط والقمصان والأعمال الفنية المطلية وطلاء الأظافر.
من أجل ضمان الأمان والوقاية من الإشعاع الشمسي، يمكننا دمجها في زجاج السيارات والطائرات، والتزجيج الديناميكي للأغراض المعمارية، وأفلام التغليف. يمكننا إضافة هذه المركبات إلى العوامل المساعدة المستخدمة في الطلاء، لإنتاج أحبار الطباعة على الشاشة، وتركيبات الطلاء، والحبر، والمخففات، والمواد الرابطة النموذجية. يمكن لهذه العملية تلبية احتياجات مختلفة للعملاء.
(3) التصوير الفوتوغرافي التسجيلي المجسم الذي يتم تطويره ذاتيًا
إنها تقنية تصوير جافة جديدة ذاتية التطوير. وهي تستفيد من حساسية المواد الضوئية لتوليد هذه التقنية الفوتوغرافية. هناك مادة ضوئية (مثل سبيروبيران، فولجيد، إلخ). يمكننا طلاء طبقة رقيقة من هذه المادة على ركيزة داعمة مثل الفيلم الشفاف. تستجيب هذه المادة فقط للضوء فوق البنفسجي ولكنها لا تستجيب للضوء المرئي. يمكن لهذه العملية تكوين صورة ملونة. توفر طريقة التصوير هذه دقة عالية، وتزيل الأخطاء التشغيلية، وتسمح بتسجيل الصور ومحوها وإعادة تسجيلها بالعكس. يمكن تسجيل هذه الصورة ومحوها بالعكس. لن تكون هناك فرصة لأخطاء تشغيلية وهي عالية الدقة.
(4) التطبيقات العسكرية
يمكن استخدام المواد الضوئية في إنتاج أجهزة قياس جرعات الضوء عالية الكثافة، لأنها حساسة للغاية للضوء الشديد. يمكن استخدام المواد الضوئية لقياس أشعة جاما، والأشعة السينية، والإشعاع المؤين، وجرعات الضوء فوق البنفسجي. على سبيل المثال، إذا تم طلاء هذا النوع من المواد على السطح الخارجي للمركبة الفضائية، فيمكن قياس جرعات الإشعاع العالية بدقة وسرعة. تتمتع المواد الضوئية بالعديد من المزايا الأخرى. يمكن أيضًا إنتاجها في مرشحات متعددة الطبقات. باستخدام مثل هذه المرشحات، يمكننا منع الضوء فوق البنفسجي من الإضرار بعيني الإنسان وجلده. يمكننا أيضًا تنظيم شدة الإشعاع. إذا تم طلاء هذا النوع من المواد على الأسلحة، على سبيل المثال، إذا استخدمنا أنظمة ضوئية شديدة الحساسية كشاشات مؤشر على الأسلحة، يمكن تتبع تحركات السفن الحربية والطائرات. سيتم تكوين أثر مؤقت يمكن محوه.
نحن على استعداد لدعم مشاريع المواد الحرارية الخاصة بك