Käytä Photochromic Materials Technology -värimaailmaa

Home > Värinsiirtotekniikat > Fotokrominen

Esimerkkejä valokromisista materiaaleista

Taide ja käsityöt

UV-Dosimetria

Koulutusmateriaalit

silmälasien

Muoti-ja-asusteet

Terveys- ja turvallisuuslaitteet

Lääketieteelliset laitteet

Kynsitaide

Uutuustuotteet

Mainostuotteet

Suojavarusteet

Turvallisuus-tulostus

Fotokromaattiset pigmenttimateriaalit

musta cb-11

sininen cb-09

ruskea cb-05

kahvi cc-10

tumman violetti cdp-04

vihreä cg-07

taivaansininen csb-08

violetti cv-12

keltainen cy-14

punainen cr-01

harmaa cg-06

oranssi co-13

oranssi-punainen kor-03

pinkki cp-02

violetti cp-15

punainen kb-01

ruskea kb-04

musta kb-06

kahvi kc-03

tumman violetti kdr-07

sininen ub-13

tummanpunainen udr-14

gree ug-04

harmaa ug-10

tumman violetti cdp-04

oranssi uo-18

violetti ylös-19

keltainen uy-01

Viulet uv-12

taivaansininen usb-17

kelta-punainen uvyr-10

kelta-vihreä uvyg-17

puna-violetti uvrp-19

violetti-oranssi uvpo-11

pinkki-violetti uvpp-14

oranssi-violetti uvop-16

magenta-violetti uvmp-12

harmaa-violetti uvgp-13

vihreä kahvi uvgc-01

vihreä-sininen uvgb-18

Orgaanisen fotokromin löytämisestä on kulunut yli 100 vuotta. Orgaanisen fotokromismin todellinen hätätilanne voi juontaa juurensa 1980-luvulle, jolloin ihmiset löysivät yhdisteitä, kuten bentsopyraanit ja spirooksatsiinit, joilla on parempi väsymyksenkestävyys. Tällä hetkellä fotokromisten yhdisteiden tutkimus keskittyy pääasiassa sukulaisiin heterosyklisiin yhdisteisiin, kuten spirooksatsiineihin, spiropyraaneihin, diaryleteeneihin, kaptodatiivisiin happoanhydrideihin.

Kuinka fotokromaattiset materiaalit toimivat?

Se viittaa siihen, että yhdiste (A) tuottaa tuotteen (B), kun se käy läpi tietyn fotokemiallisen reaktion. Tämä prosessi tapahtuu, jos A altistuu tietyn aallonpituuden valolle. Tämän prosessin aikana A:n absorptiospektrissä tapahtuu huomattava muutos, koska elektroniikkakokoonpano ja rakenne muuttuvat. Kuitenkin altistuessaan lämpökeinoille ja muulle erilaiselle valon aallonpituudelle A voi palata alkuperäiseen muotoonsa.

Orgaanisten fotokromaattisten yhdisteiden tyypit

On olemassa monenlaisia orgaanisia fotokromia materiaaleja, joilla on erilainen reaktiomekanismi.

① Sykloditioreaktiot, jotka kattavat diaryleteenit ja kaptodatiiviset happoanhydridit;

②Hapettumis-pelkistysreaktiot, jotka kattavat tiatsiinit ja polysykliset aromaattiset yhdisteet;

③Cis-trans-isomerointi, joka kattaa atsoyhdisteet ja naftopyraanivärit;

④Elektroninsiirtotautomerointi, joka kattaa salisylideenianiliinijohdannaiset;

⑤Homolyyttinen sidosten katkaisu, joka kattaa heksafenyylibi-imidatsolit;

⑥Heterolyyttinen sidosten katkaisu, joka kattaa spirooksatsiinit ja spiropyraanit.

Tässä on joitain orgaanisia fotokromisia yhdisteitä.

1 spiropyraani

Spiropyraani on eräänlainen orgaaninen fotokrominen yhdiste, jota on tutkittu laajimmin ja aikaisintaan.

Spiropyraanien värin vaihtamisen tarkoituksena on tuottaa avoimen renkaan yhdisteitä, joilla on konjugoituja rakenteita. Tämän prosessin aikana syntyy molekyylinsisäinen sykloreversioreaktio heterolyyttisen sidoksen katkeamisen kautta.

Värinmuutosreaktio on:

Spiropyraanien osalta avoimen renkaan muodon suurin absorptioaallonpituus on yleensä alle 600 nm. Se on helppo hapettaa ja hajottaa huonolla väsymiskestävyydellä. Sillä on äänen fotokromia ominaisuuksia. Spiropyraaniyhdisteiden syntetisoimiseksi on useita menetelmiä. Tuottoprosentti voi olla yli 90 %.

2 Spirooksatsiini

Spirooksatsiini on eräänlainen yhdiste, jolla on äänen valokromaattinen suorituskyky. Se kehitettiin spiropyraanin pohjalta 1970-luvulla.

Se on lupaavimmin valokromaattisten materiaalien alalla, koska sillä on hyvä väsymiskestävyys, vakaa kemiallinen ominaisuus ja nopea vaste. Sen värinmuutos on samanlainen kuin spiropyraanin, mikä voidaan selittää seuraavasti:

Se on eräänlainen orgaaninen fotokromaattinen yhdiste, jolla on vahva valostabiilisuus ja väsymiskestävyys.

Viime aikoina on olemassa useita spirooksatsiiniyhdisteitä, joita ovat tuottaneet Chung2Chun Lee et ai. käyttämällä mikroaaltosynteesiä.

Tämän menetelmän tuottoaste ei ole korkea, vain noin 40 %. Mutta se voi tuottaa kymmenissä minuuteissa tuottoa, joka on yhtä suuri kuin perinteisellä menetelmällä, joka kestää useita tunteja. Perinteiseen menetelmään verrattuna se on parantanut tehokkuutta huomattavasti.

3 Kromi

Chromenesilla on hyvä valonkestävyys, värinpoistonopeus ja äänivaloherkkyys. Se on eräänlainen bentsopyraaniyhdiste, jolla on laaja tutkimus. Värinmuutosreaktio on seuraava:

4 Fulgide

Fulgidit voivat synnyttää fotokromisia ilmiöitä käymällä läpi valenssitautomerismia molekyylinsisäisten sykloreversioiden laukaisemiseksi. Se viittaa kollektiivisesti substituoituihin dialkyylilideenimalonaattianhydrideihin. Värinvaihto tapahtuu seuraavasti:

Fulgide on hyvä optinen tiedontallennusmateriaali, joka on pyyhittävä. Se voidaan kirjoittaa uudelleen yli kymmenentuhatta kertaa. Sillä on hyvä väsymiskestävyys, pitkä säilytysaika, hyvä lämpö- ja valovakaus. Havaitsemme, että joissakin kiteisissä olomuodoissa olevissa fenyylisubstituoiduissa fulgideissa, liuoksissa, lasissa ja polymeereissä on valokromismia. On myös joitain selkeitä solvatokromivaikutuksia. Tällä hetkellä furaanisubstituoitu fulgidi on syvällisin ja laajimmin tutkittu.

5 atsoyhdistettä

Atsoyhdisteiden valokromismi syntyy sidoksen cis-trans-isomerointireaktion kautta. Värinvaihto tapahtuu seuraavasti:

On erittäin tärkeää tutkia ja suunnitella uusia atsoyhdisteitä. Atsoyhdisteillä on tuhoamaton tiedon luku ja erittäin korkea varastointitiheys. Tämä on sen etu. Se on uudenlainen tiedon tallennusmateriaali. Sillä on myös haittapuoli, eli niiden lämpöstabiilisuus on huono ja absorptiospektrissä on pieni muutos ennen ja jälkeen värinmuutoksen.

6 Diaryeteeni

Diaryleteenit voivat myös tuottaa palautuvan sykloreversion sekä cis-trans-isomerointireaktion. Syklisoinnissa syntyvä dihydrofenantreeni on helppo regeneroida fenantreenia hapettumisen ja dehydrauksen ansiosta. Diaryleteenit ovat eräänlaisia fotokromaattisia yhdisteitä, jotka löydettiin suhteellisen varhain. Tämä yhdiste syntyy cis-trans-isomeroinnin perusteella. Värinvaihto tapahtuu seuraavasti:

Diaryleteenit ovat saaneet paljon huomiota tutkijoilta. Sillä on joitain etuja, joita muilla fotokromisilla yhdisteillä, kuten spirooksatsiineilla, spiropyraaneilla, atsobentseneillä, ei ole. Sillä on nopeat vasteajat, väsymiskestävyys ja erinomainen lämmönkestävyys.

7 Anil-johdannaisia

Aniili ja sen johdannaiset ovat eräänlaisia fotokromisia yhdisteitä. He kokevat ensin vedyn siirtoreaktion ja sitten konformaatiomuutoksen. Ne käyvät läpi kaksivaiheisen reaktion. Värinmuutosreaktio on:

8 Polysyklinen kinoni

Polysykliset kinonit ovat eräänlaisia yhdisteitä. Ultraviolettivalolle altistuessaan se näyttää fotokromismia alkoksyylimigraatioreaktion kautta. Värinmuutosreaktio on:

Antrakinonipohjaiset fotokromaattiset materiaalit ovat eräänlaisia uusia toiminnallisia materiaaleja. Sillä on joitain ominaisuuksia. Yksi tärkeä ominaisuus on, että sen ana'trans-reaktio voidaan jättää huomiotta, koska sillä ei ole lähes mitään värinpoistoreaktiota huoneenlämpötilassa. Tärkein ominaisuus on, että suurilla palautuvilla muunnoksilla se voi tehdä palautuvan muunnoksen 500 kertaa materiaalia vahingoittamatta

9 Viologen

Viologens, eli N,N-dialkyyli-4,4'-bipyridiniumsuolat. Perisyklisiin reaktioihin kuuluvat myös fotokromiset prosessit. Värinvaihto tapahtuu seuraavasti:

Viologeniyhdisteet ovat erikoislaatuisia orgaanisia yhdisteitä. Fotokemiallisella, sähkökemiallisella, kemiallisella menetelmällä se voi tuottaa redox-reaktioita. Reaktion aikana ne osoittavat ilmeisiä värimuutoksia. Tällaisilla yhdisteillä on erinomaiset redox-ominaisuudet.

10 spirooksatsiinia uusille orgaanisille fotokromiaineille

Spirooksatsiinipohjaisilla fotokromisilla materiaaleilla on samanlainen värinmuutosmekanismi kuin spiropyraaneilla. Ne ovat uudenlaisia materiaaleja. Niillä on ääniominaisuudet. Yleisessä tilanteessa ultraviolettivalolle altistuessaan happiatomin ja spirohiiliatomin välinen yksinkertainen sidos katkeaa. Näin ollen molekyyli muuttuu suljetun renkaan muodosta avoimen renkaan tasomaiseksi merosyaniinirakenteeksi (se on nimetty PMC:ksi). Sen jälkeen voimme tarkkailla absorptiota näkyvällä alueella ja muodostuu suuri konjugoitu järjestelmä. Spirohiiliatomi, joka jakaa molekyylin spiro-naftoksatsiinirenkaaksi ja kahdeksi lähes kohtisuoraan indoliinirenkaaksi. Spirooksatsiinien stabiili muoto on väritön suljettu rengasrakenne (merkitty nimellä SP). Nämä renkaat eivät ole konjugoituja, joten emme voi havaita absorptiota näkyvällä alueella. PMC palaa nopeasti SP-muotoon UV-valonlähteen poistamisen jälkeen. Demo kuten alla:

Fotokromaattisten materiaalien käyttö

(1) Tietojen tallennuselementit

Fotokromiset yhdisteet voivat käydä läpi syklistä värinmuutosta eri valon aallonpituuksilla ja voimakkuuksilla. Ne voivat toteuttaa tietojen säilyttämisen ja poistamisen niin kauan kuin ne tuotetaan tietokoneen muistin tallennuskomponentteihin. Komponentit voivat nopeasti poistaa tai kirjoittaa tietoja. Niillä on äänen väsymiskestävyys käsittämättömällä tallennetun tiedon tiheydellä.

Tämä on uusi kehityssuunta uudentyyppisille muistitallennusmateriaaleille.

(2) Koriste- ja suojapakkausmateriaalit

Fotokromaattiset yhdisteet voivat toimia koristetuotteina. Sitä voidaan käyttää tapetteissa, T-paitoissa, lakatuissa taideteoksissa, kynsilakoissa.

Turvallisuuden ja auringon säteilyltä suojaamiseksi voimme integroida ne ajoneuvojen ja lentokoneiden tuulilaseihin, arkkitehtonisiin dynaamisiin laseihin, pakkauskalvoihin. Voimme lisätä näitä yhdisteitä pinnoitteissa käytettäviin apuaineisiin, jolloin saadaan silkkipainomusteita, pinnoitteita. formulaatiot, muste ja laimennusaineet, tyypilliset sideaineet. Tämä prosessi voi vastata asiakkaiden erilaisiin tarpeisiin.

(3) Itsekehittävä holografinen tallennusvalokuvaus

Se on uusi itsestään kehittyvä kuivavalokuvaustekniikka. Se hyödyntää valokromaattisten materiaalien valoherkkyyttä tämän valokuvaustekniikan luomiseksi. Siinä on fotokromaattista ainetta (kuten spiropyraani, fulgidi jne.). Voimme päällystää ohuen kerroksen tällaista ainetta tukialustalle, kuten läpinäkyvälle kalvolle. Tällainen aine reagoi vain ultraviolettivaloon, mutta ei reagoi näkyvään valoon. Tällainen prosessi voi muodostaa värillisen kuvan. Tämä kuvantamismenetelmä tarjoaa korkean resoluution, eliminoi toimintavirheet ja mahdollistaa kuvien tallentamisen, poistamisen ja tallentamisen käänteisesti. Tämä kuva voidaan tallentaa, poistaa käänteisesti. Toimintavirheiden mahdollisuutta ei ole, ja se on korkea resoluutio.

(4) Sotilassovellukset

Fotokromia materiaaleja voidaan käyttää korkean intensiteetin valoannosmittareiden valmistukseen, koska ne ovat erittäin herkkiä voimakkaalle valolle. Fotokromaattisia materiaaleja voidaan käyttää mittaamaan gammasäteilyä, röntgensäteitä, ionisoivaa säteilyä ja ultraviolettivaloannoksia. Jos esimerkiksi avaruusaluksen ulkopinta päällystetään tällaisella materiaalilla, suuret säteilyannokset voidaan mitata tarkasti ja nopeasti. Valokromisilla materiaaleilla on monia muita etuja. Siitä voidaan valmistaa myös monikerroksisia suodattimia. Käyttämällä tällaisia suodattimia voimme estää ultraviolettivaloa vahingoittamasta ihmisen silmiä ja ihoa. Voimme myös säädellä säteilyn voimakkuutta. Jos aseisiin pinnoitetaan tällaisia materiaaleja, esimerkiksi jos käytämme sellaisia erittäin herkkiä fotokromaattisia järjestelmiä aseiden ilmaisinnäytöinä, voidaan sotalaivojen ja lentokoneiden liikkeitä seurata. Muodostuu väliaikainen jälki, joka voidaan poistaa.

Uusimmat viestit

Yli 15 yleistä kysymystä, kun käytämme valoherkkää pigmenttiä

Elokuu 15, 2024

Voidaanko fotokromaattisia pigmenttejä sekoittaa muiden väriä vaihtavien pigmenttien kanssa?

Lokakuu 19, 2023

Sisällysluettelo

Olemme valmiita tukemaan termokromaattisten materiaalien projektejasi