
【化】 photochromism
light; ray; honour; merely; naked; scenery; smooth
【化】 light
【医】 light; phot-; photo-
deliver; devote; extend; cause; delicate; fine; incur; send
【医】 chameleon phenomenon
光致变色现象(Photochromism)指某些化合物在特定波长光线照射下发生可逆的颜色变化特性,属于光化学反应范畴。该术语由以色列科学家Yehuda Hirshberg于1950年首次提出,其英文对应词"photochromism"由希腊词根"photo-"(光)和"chroma"(颜色)构成。
从分子机制分析,这种现象源于物质吸收光子后发生电子结构变化。以螺吡喃类化合物为例,紫外光照射会引发分子结构从闭环无色态转变为开环有色态,该过程符合光致变色材料双稳态理论。美国化学学会《Chemical Reviews》的最新研究显示,此类材料响应时间可达纳秒级,循环稳定性超过10次。
实际应用中,该特性被广泛应用于智能眼镜、光信息存储和防伪技术领域。剑桥大学材料科学系2024年研究发现,二氧化钛基纳米复合材料在可见光响应性方面取得突破,开发出可逆变色效率达92%的新型材料。世界知识产权组织数据库显示,近三年全球光致变色相关专利年增长率达17.3%,主要集中在亚洲地区。
光致变色现象是指某些化合物在特定波长光线(如紫外线、可见光)照射下发生可逆的颜色变化,并在停止光照或受热后恢复原状的过程。以下从多个角度综合解析该现象:
基本概念
光致变色现象涉及两种化合物(A和B)的可逆转换。当化合物A吸收特定波长光能时,发生光化学反应生成产物B,导致颜色变化;当移除光源或施加另一波长光/热量时,B恢复为A。
可逆性
可逆性是关键标准。不可逆的颜色变化(如材料永久褪色)不属此类。
分子结构变化
无机材料机理
以三氧化钨(WO₃)为例,紫外光激发电子转移生成钨青铜(HₓWO₃),呈现蓝色;光照停止后恢复原状。这一过程可用“双电荷注入”或“小极化子跃迁”模型解释。
类型 | 代表材料 | 变色机制 |
---|---|---|
有机化合物 | 螺吡喃、二芳基乙烯 | 开环/闭环、顺反异构 |
无机材料 | WO₃、AgX(卤化银) | 氧化还原反应、电荷转移 |
总结来看,光致变色现象结合了光化学与材料科学的特性,其可逆性和响应性使其在日常生活与高科技领域均有重要应用。如需进一步了解具体材料或技术细节,可参考来源中的研究文献或专利说明。
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