2024 년 8 월 15 일
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유기 광색소가 발견된 지 100년이 넘었습니다. 유기 광색소의 진정한 비상 사태는 사람들이 피로 저항 기능이 더 나은 벤조피란과 스피록사진과 같은 화합물을 발견한 1980년대로 거슬러 올라갈 수 있습니다. 현재 광색소 화합물에 대한 연구는 주로 스피록사진, 스피로피란, 다이아릴에텐, 캡토도티브 산 무수물과 같은 관련 헤테로고리 화합물에 집중되어 있습니다.
광변색 소재는 어떻게 작동하나요?
화합물(A)이 특정 광화학 반응을 거치면서 생성물(B)을 생성하는 것을 말합니다. 이 과정은 A가 특정 파장의 빛에 노출되는 조건에서 일어납니다. 이 과정에서 전자 배열과 구조가 바뀌면서 A의 흡수 스펙트럼에 눈에 띄는 변화가 있습니다. 그러나 열적 수단과 다른 파장의 빛에 노출되면 A는 원래 형태로 돌아갈 수 있습니다.
유기 광색소 화합물의 종류
다양한 반응 메커니즘을 갖춘 다양한 유형의 유기 광색체 물질이 있습니다.
① 다이아릴에텐 및 캡토디제이티브 산무수물을 포함하는 사이클로첨가반응
②산화환원 반응, 티아진계 화합물 및 다환방향족 화합물을 포함함.
③아조 화합물 및 나프토피란 염료를 포함하는 시스-트랜스 이성화;
④ 전자 전달 호변이성질화, 살리실리덴 아닐린 유도체를 포함합니다.
⑤헥사페닐비이미다졸을 덮는 동질 결합 절단;
⑥이종분해 결합 절단, 스피루옥사진 및 스피로피란을 포함합니다.
다음은 몇 가지 유기 광색성 화합물입니다.
1 스피로피란
스피로피란은 가장 광범위하게 연구되고 가장 일찍 조사된 유기 광색성 화합물의 일종입니다.
스피로피란의 색상 변화는 공액 구조를 가진 개방 고리 화합물을 생성하는 것입니다. 이 과정에서 이종 결합 절단을 통해 분자 내 사이클로 전환 반응이 발생합니다.
색상 변화 반응은 다음과 같습니다.
스피로피란의 경우, 개방 고리 형태의 최대 흡수 파장은 일반적으로 600nm 미만입니다. 산화되기 쉽고 피로 저항성이 낮으며 분해됩니다. 건전한 광색성 특성을 가지고 있습니다. 스피로피란 화합물을 합성하는 방법은 여러 가지가 있습니다. 수율률은 90%가 넘을 수 있습니다.
2 스피루옥사진
스피록사진은 건전한 광색성 성능을 가진 화합물의 일종입니다. 1970년대에 스피로피란을 기반으로 개발되었습니다.
그것은 피로 저항성이 좋고, 화학적 성질이 안정적이며, 반응이 빠르기 때문에 광색성 재료 분야에 진입하기에 가장 유망합니다. 그 색 변화는 스피로피란과 유사하며, 다음과 같이 설명할 수 있습니다.
이는 강한 빛 안정성과 피로 저항성을 갖춘 유기 광색성 화합물의 일종입니다.
최근, Chung2Chun Lee 등은 마이크로파 합성법을 사용하여 여러 가지 스피루옥사진 화합물을 생산했습니다.
이 방법의 수율은 높지 않고 40% 정도에 불과합니다. 하지만 수십 분 만에 기존 방법에서 몇 시간 걸리는 수율과 맞먹는 수율을 낼 수 있습니다. 기존 방법에 비해 효율성이 크게 향상되었습니다.
3 크로멘
크로멘은 광안정성, 탈색률, 음파 반응성이 좋습니다. 광범위한 연구가 진행된 벤조피란 화합물의 일종입니다. 색변화 반응은 다음과 같습니다.
4 풀지드
풀지드는 원자가 호변이성질화 과정을 거쳐 분자 내 사이클로 전환을 유발함으로써 광색 현상을 생성할 수 있습니다. 이는 치환된 디알키 리데네말로네이트 무수물을 총칭합니다. 색상 변화는 다음과 같습니다.
풀가이드는 지울 수 있는 우수한 광학 데이터 저장 물질입니다. 만 번 이상 다시 쓸 수 있습니다. 피로 저항성이 좋고, 저장 수명이 길며, 열 및 광 안정성이 좋습니다. 결정 상태, 용액, 유리 및 폴리머의 일부 페닐 치환 풀가이드에서 광색성이 있는 것을 관찰했습니다. 또한 일부 뚜렷한 용매 변색 효과도 있습니다. 현재 푸란 치환 풀가이드가 가장 깊고 광범위하게 연구되었습니다.
5 아조 화합물
아조 화합물의 광색성은 결합의 cis-trans 이성질화 반응을 통해 생성됩니다. 색상 변화는 다음과 같습니다.
새로운 아조 화합물을 연구하고 설계하는 것은 매우 중요합니다. 아조 화합물은 정보의 비파괴 판독과 초고 저장 밀도를 가지고 있습니다. 이것이 장점입니다. 새로운 유형의 정보 저장 재료입니다. 또한 단점이 있는데, 즉 열 안정성이 낮고 색상 변화 전후의 흡수 스펙트럼에 작은 변화가 있습니다.
6 다이아릴에텐
다이아릴레텐은 가역적 사이클로 전환과 시스-트랜스 이성질화 반응을 생성할 수도 있습니다. 사이클화에 의해 생성된 디하이드로페난트렌은 산화와 탈수소화로 인해 페난트렌을 재생하기 쉽습니다. 다이아릴레텐은 비교적 일찍 발견된 일종의 광색성 화합물입니다. 이 화합물은 시스-트랜스 이성질화에 따라 생성됩니다. 색상 변화는 다음과 같습니다.
다이아릴에텐은 연구자들에게 많은 주목을 받았습니다. 스피로옥사진, 스피로피란, 아조벤젠과 같은 다른 광색성 화합물이 가지고 있지 않은 몇 가지 장점이 있습니다. 빠른 반응 시간, 피로 저항성, 우수한 열 안정성을 가지고 있습니다.
7 Anil 파생상품
아닐과 그 유도체는 일종의 광색성 화합물입니다. 이들은 먼저 수소 전이 반응을 겪고 그 다음에 구조적 변화를 겪습니다. 이들은 2단계 반응을 거칩니다. 색상 변화 반응은 다음과 같습니다.
8 폴리사이클릭 퀴논
폴리사이클릭 퀴논은 일종의 화합물입니다. 자외선에 노출되면 알콕실 이동 반응을 통해 광색성을 나타냅니다. 색상 변화 반응은 다음과 같습니다.
안트라퀴논계 광색체 물질은 새로운 기능성 물질의 일종으로 몇 가지 특성을 가지고 있다. 중요한 특성 중 하나는 실온에서 탈색 반응이 거의 없기 때문에 아나트란스 반응을 무시할 수 있다는 것이다. 가장 중요한 특성은 높은 가역적 변환으로 물질을 손상시키지 않고 500회 가역적 변환을 할 수 있다는 것이다.
9 비올로겐
비올로겐, 즉 N, N-디알킬-4,4'-비피리디늄 염. 광색성 과정의 광색성 과정도 순환 반응에 속합니다. 색상 변화는 다음과 같습니다.
비올로겐 화합물은 특별한 종류의 유기물입니다. 광화학적, 전기화학적, 화학적 방법을 통해 산화환원 반응을 일으킬 수 있습니다. 반응 중에 뚜렷한 색상 변화를 보입니다. 이 종류의 화합물은 뛰어난 산화환원 특성을 가지고 있습니다.
새로운 유기 광색체 물질을 위한 10가지 스피루옥사진
스피록사진 기반 광색체 물질은 스피로피란과 유사한 색상 변화 메커니즘을 가지고 있습니다. 이들은 새로운 종류의 물질입니다. 이들은 건전한 특성을 가지고 있습니다. 일반적인 상황에서 자외선에 노출되면 산소 원자와 스피로카본 원자 사이의 단일 결합이 끊어집니다. 따라서 분자는 닫힌 고리 형태에서 열린 고리 평면 메로시아닌 구조(PMC로 지정됨)로 변형됩니다. 그 후, 가시광선 영역에서 흡수를 관찰할 수 있으며 큰 공액 시스템이 형성됩니다. 스피로카본 원자는 분자를 스피로나프톡사진 고리와 거의 수직인 두 개의 인돌린 고리로 나눕니다. 스피록사진의 안정된 형태는 무색 닫힌 고리 구조(SP로 표시됨)입니다. 이러한 고리는 공액되지 않으므로 가시광선 영역에서 흡수를 관찰할 수 없습니다. PMC는 자외선 광원을 제거한 후 빠르게 SP 형태로 돌아갑니다. 아래와 같이 데모합니다.
광색성 재료의 응용
(1) 정보 저장 요소
광색성 화합물은 다양한 파장과 강도의 빛에서 순환적인 색상 변화를 겪을 수 있습니다. 컴퓨터 메모리 저장 구성 요소로 생산되는 한 정보의 보존 및 삭제를 실현할 수 있습니다. 구성 요소는 정보를 빠르게 지우거나 쓸 수 있습니다. 기록된 정보의 상상할 수 없는 밀도로 건전한 피로 저항성을 가지고 있습니다.
이는 새로운 유형의 메모리 저장 소재에 대한 새로운 개발 방향입니다.
(2) 장식 및 보호용 포장재
광색성 화합물은 장식용 제품으로 사용할 수 있습니다. 벽지, 티셔츠, 래커 처리된 예술 작품, 네일 바니시에 사용할 수 있습니다.
보안을 보장하고 태양 복사선으로부터 보호하기 위해, 우리는 차량 및 항공기의 윈드스크린, 건축용 동적 유리창, 포장 필름에 통합할 수 있습니다. 우리는 이러한 화합물을 코팅에 사용되는 보조제에 추가하여 스크린 인쇄 잉크, 코팅 제형, 잉크 및 희석제, 전형적인 바인더를 생산할 수 있습니다. 이 공정은 고객의 다양한 요구를 충족할 수 있습니다.
(3) 자체개발 홀로그램 촬영기술
새로운 자체 개발 건식 사진 기술입니다. 이 사진 기술을 생성하기 위해 광색성 물질의 감광성을 활용합니다. 광색성 물질(스피로피란, 풀자이드 등)이 있습니다. 우리는 투명한 필름과 같은 지지 기판에 이러한 물질의 얇은 층을 코팅할 수 있습니다. 이러한 물질은 자외선에만 반응하고 가시광선에는 반응하지 않습니다. 이러한 프로세스는 컬러 이미지를 형성할 수 있습니다. 이 이미징 방법은 고해상도를 제공하고 작동 오류를 제거하며 이미지를 역으로 기록, 지우고 다시 기록할 수 있습니다. 이 이미지는 역으로 기록, 지울 수 있습니다. 작동 오류의 가능성이 없으며 고해상도입니다.
(4) 군사적 응용
광색성 재료는 강렬한 빛에 매우 민감하기 때문에 고강도 광량계 생산에 사용될 수 있습니다. 광색성 재료는 감마선, X선, 이온화 방사선, 자외선을 측정하는 데 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 이러한 종류의 재료를 우주선 외부에 코팅하면 높은 방사선량을 정확하고 빠르게 측정할 수 있습니다. 광색성 재료는 다른 많은 장점이 있습니다. 다층 필터로 생산할 수도 있습니다. 이러한 필터를 사용하면 자외선이 인간의 눈과 피부에 해를 끼치는 것을 방지할 수 있습니다. 또한 방사선의 강도를 조절할 수도 있습니다. 이러한 종류의 재료를 무기에 코팅하면, 예를 들어 무기의 표시 화면과 같은 고감도 광색성 시스템을 사용하면 군함과 항공기의 움직임을 추적할 수 있습니다. 지울 수 있는 일시적인 흔적이 형성됩니다.
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