
【化】 photochromism
light; ray; honour; merely; naked; scenery; smooth
【化】 light
【醫】 light; phot-; photo-
deliver; devote; extend; cause; delicate; fine; incur; send
【醫】 chameleon phenomenon
光緻變色現象(Photochromism)指某些化合物在特定波長光線照射下發生可逆的顔色變化特性,屬于光化學反應範疇。該術語由以色列科學家Yehuda Hirshberg于1950年首次提出,其英文對應詞"photochromism"由希臘詞根"photo-"(光)和"chroma"(顔色)構成。
從分子機制分析,這種現象源于物質吸收光子後發生電子結構變化。以螺吡喃類化合物為例,紫外光照射會引發分子結構從閉環無色态轉變為開環有色态,該過程符合光緻變色材料雙穩态理論。美國化學學會《Chemical Reviews》的最新研究顯示,此類材料響應時間可達納秒級,循環穩定性超過10次。
實際應用中,該特性被廣泛應用于智能眼鏡、光信息存儲和防僞技術領域。劍橋大學材料科學系2024年研究發現,二氧化钛基納米複合材料在可見光響應性方面取得突破,開發出可逆變色效率達92%的新型材料。世界知識産權組織數據庫顯示,近三年全球光緻變色相關專利年增長率達17.3%,主要集中在亞洲地區。
光緻變色現象是指某些化合物在特定波長光線(如紫外線、可見光)照射下發生可逆的顔色變化,并在停止光照或受熱後恢複原狀的過程。以下從多個角度綜合解析該現象:
基本概念
光緻變色現象涉及兩種化合物(A和B)的可逆轉換。當化合物A吸收特定波長光能時,發生光化學反應生成産物B,導緻顔色變化;當移除光源或施加另一波長光/熱量時,B恢複為A。
可逆性
可逆性是關鍵标準。不可逆的顔色變化(如材料永久褪色)不屬此類。
分子結構變化
無機材料機理
以三氧化鎢(WO₃)為例,紫外光激發電子轉移生成鎢青銅(HₓWO₃),呈現藍色;光照停止後恢複原狀。這一過程可用“雙電荷注入”或“小極化子躍遷”模型解釋。
類型 | 代表材料 | 變色機制 |
---|---|---|
有機化合物 | 螺吡喃、二芳基乙烯 | 開環/閉環、順反異構 |
無機材料 | WO₃、AgX(鹵化銀) | 氧化還原反應、電荷轉移 |
總結來看,光緻變色現象結合了光化學與材料科學的特性,其可逆性和響應性使其在日常生活與高科技領域均有重要應用。如需進一步了解具體材料或技術細節,可參考來源中的研究文獻或專利說明。
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