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JACS:科學(xué)家開發(fā)出新型光致變色材料
2009-4-27 來源:科學(xué)網(wǎng)
關(guān)鍵詞:HABI

紫外線下能在瞬間從透明變?yōu)樯钏{(lán)色

一種快速反應(yīng)的化合物能夠使鏡片從透明迅速轉(zhuǎn)為有色。(圖片提供:Wikipedia)
 
研究人員開發(fā)出了一種新材料,當(dāng)其暴露在紫外(UV)線下時(shí),能夠幾乎在瞬間從透明變?yōu)樯钏{(lán)色,而一旦避開紫外線,這種材料的顏色又能夠迅速復(fù)原為透明。這是一類被稱為光致變色材料的新成果,它能夠在光學(xué)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存以及超酷太陽眼鏡加工上發(fā)揮重要作用。
 
十多年前,日本青山學(xué)院大學(xué)的化學(xué)工程師Jiro Abe和同事便開始研究光致變色材料——特別是一種源自名為hexaarylbiimidazole(HABI)的化合物的材料——的光敏特性。在最初的原始階段,HABI是無色的,但是當(dāng)紫外線打破分子間的一個(gè)化學(xué)鍵后,HABI便會(huì)顯現(xiàn)出深藍(lán)色。然而一個(gè)重要的問題是,這種色彩轉(zhuǎn)化的時(shí)間需要幾十秒鐘甚至更長,因此,HABI的商業(yè)應(yīng)用僅僅局限于那些緩慢變色的太陽眼鏡。
 
當(dāng)Abe的研究小組通過模擬和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)開始分析HABI的化學(xué)結(jié)構(gòu)時(shí),他們發(fā)現(xiàn),在向這種化合物中加入萘后,這種顏色的轉(zhuǎn)化能夠在瞬間被加速至180毫秒。用一種名為環(huán)芳的化合物取代萘,能夠更進(jìn)一步加快從透明向藍(lán)色的轉(zhuǎn)化——減至大約30毫秒。Abe和同事在最新一期出版的《美國化學(xué)會(huì)志》上報(bào)告說,當(dāng)紫外線光源被遮蔽后,環(huán)芳版本的HABI能夠以同樣快的速度恢復(fù)到最初的無色狀態(tài)。并且這種化合物是非常穩(wěn)定的——這種反應(yīng)能夠被重復(fù)數(shù)千次。
 
如果加入樹脂玻璃或其他透鏡原料,改良版本的HABI能夠使太陽眼鏡在陽光下瞬間變暗,并且在佩戴者進(jìn)入室內(nèi)后以同樣快的速度變得透明。HABI的特性同時(shí)使其成為新一代光學(xué)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存設(shè)備的最佳選擇——它的顏色開/關(guān)能力將能夠取代今天電子數(shù)據(jù)儲(chǔ)存設(shè)備的磁性開/關(guān)轉(zhuǎn)換。
 
美國滕比市亞利桑那州立大學(xué)的化學(xué)家Devens Gust表示,由Abe和同事完成的這種新版本的HABI展現(xiàn)了“非凡的穩(wěn)定性和迅速的轉(zhuǎn)化能力”。Gust指出,這些特性正是其他光致變色材料所不具備的,因此這種化合物的研制成功向著將其應(yīng)用于數(shù)據(jù)的處理與儲(chǔ)存“邁出了重要的一步”。
 
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(子妍)
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