光致变色材料PPT
第3章光致变色与电致变色材料
第3章光致变色与电致变色材料光致变色材料是一种具有可逆性的材料，能够在光照下改变其颜色，而在光照停止后恢复原色。
光致变色材料是一种非常有潜力的功能材料，在光学、信息储存、显示器件等领域具有广泛的应用前景。
光致变色材料主要可以分为有机光致变色材料和无机光致变色材料两类。
有机光致变色材料具有较高的反应速度和光学性能，适用于高速光学信息处理和可见光的显示器件；而无机光致变色材料具有很高的光热转换效率和较长的使用寿命，适用于红外光学信息处理和红外显示器件。
光致变色材料的光笼罩效应是其可逆变色的核心机制。
当光照入射到光致变色材料上时，光子与材料中的反应物发生相互作用，使得材料中的电子跃迁到高能级，从而导致材料的颜色发生变化。
当光照停止时，反应物重新返回低能级，材料的颜色也随之恢复。
电致变色材料是一种能够在电场刺激下改变其颜色的材料。
电致变色材料可以通过改变电场的强度、方向和频率来实现颜色的可控改变。
电致变色材料广泛应用于电光器件、光学信息储存和显示器件等领域。
电致变色材料主要包括液晶材料、聚合物材料和过渡金属氧化物等。
液晶材料具有优良的电光性能和可控性，广泛应用于液晶显示器件中；聚合物材料具有较高的透明度和色泽度，适用于光学信息存储和光学显示器件等领域；过渡金属氧化物具有丰富的电致变色机制和较大的瞬态变色效应，适用于电致变色薄膜和器件制备等领域。
电致变色材料的变色机制主要有离子注入法、氧缺陷法和电场诱导法等。
离子注入法是通过降低或提高材料的电子密度来改变材料的颜色，通常需要在材料中引入外加离子；氧缺陷法是通过改变材料中的氧含量来改变材料的颜色，通常需要在材料中控制氧含量的偏差；电场诱导法是通过改变材料中的电子自旋态来改变材料的颜色，通常需要在材料中施加外加电场。
光致变色与电致变色材料是一种具有巨大应用潜力和市场前景的功能材料。
随着科技的发展和需求的增加，光致变色与电致变色材料将进一步得到研究和发展，为人们的生活和工作提供更加方便和高效的解决方案。
光致变色材料
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光致变色的材料早在1867年就有所报道，但直至1956年Hirshberg提出光致变色材料应用于光记录存储的可 能性之后，才引起了广泛的注意。光致变色现象指的是化合物在受光照射后，其吸收光谱发生改变的可逆过程， 具有这种性质的物质称为光致变色材料或光致变色色素。人们最熟知的就是通常感光照相使用的卤化银体系，分 散在玻璃或胶片中的银微晶在紫外光照下成黑色，但在黑暗下加热又逆转，变成无色状态。对光致变色的研究大 都集中在二芳基乙烯、俘精酸酐、螺吡喃、螺嗪、偶氮类以及相关的杂环化合物上，同时也在继续探索和发现新 的光致变色体系。研究光致变色材料最多的国家是美国、日本、法国等，日本在民用行业上开发比较早。
WA(V)-O-WB(VI）→WA(VI)-O-WB(V)由于上述变化不会引起材料晶体结构的破坏，因此典型无机材料的光 致变色效应具有良好的可逆性和耐疲劳性能。
有机体系的光致变色也往往伴随着许多与光化学反应有关的过程同时发生，从而导致分子结构的某种改变， 其反应方式主要包括：价键异构、顺反异构、键断裂、聚合作用、氧化-还原、周环反应等。
光致变色材料
受到光源激发后能够发生颜色变化的材料
01 简介
目录
02 原理03 分类0 Nhomakorabea 应用前景
05 国内发展情况
06 研究成果
基本信息
光致变色材料，是指受到光源激发后能够发生颜色变化的一类材料。第一个成功的商业应用始于20世纪60年 代，美国的Corning工作室的两位材料学家Amistead和Stooky首先发现了含卤化银(AgX）玻璃的可逆光致变色性 能。
（3）自显影全息记录照相
智能材料智能变色材料ppt课件
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光致变色(photochromism)现象是指一个化合物 (A) 在受到一定波长的光辐照下，可进行特定的化学反应， 获得产物(B)，由于结构的改变导致其吸收光谱发生明显 的变化(发生颜色变化)，而在另一波长的光照射下或热 的作用下，又能恢复到原来的形式。这种在光的作用下 能发生可逆颜色变化的化合物，称为光致变色化合物。
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根据光致变色机理可大致分为：
开环-闭环型变色分子 结异构型变色分子 氧化还原型变色分子
1、开环-闭环型变色分子 主要包括若干杂环和芳环组成的螺环化合物和桥环 化合物。 螺环化合物主要有螺吡喃类、螺噁嗪类衍生物。 桥环化合物主要有俘精酸酐类、二芳杂环基乙烯类 和吲哚啉噁唑烷类衍生物。
螺环化合物
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变色玻璃
当作用在玻璃上的光强、光谱组成、温度、热 量、电场或电流产生变化时，玻璃的光学性能将 发生相应的变化，从而使其在部分或全部太阳能 光谱范围内从一个高透态变为部分反射或吸收态， 使玻璃发生变色反应,也可根据需要动态地控制穿 透玻璃的能量。
类型: 光致变色 电致变色 热致变色等
7.1 光致变色材料
该工作已被德国《应用化学》接受并发表（Angew. Chem. Int. Ed., 2011, DOI:10.1002/anie.201105136），被审稿人认为极大地推动 了新型光致变色体系的发展：“The work is very well performed and is a significant step forward within the field of photochromism”。
有机光致变色材料
有机光致变色材料有机光致变色材料（Organic photochromic materials）是一类能够在受到特定波长的光照射下发生颜色变化的有机化合物。
这些材料具有可以通过光照射而发生可逆的光化学反应的特点，可以在吸收光能的作用下从无色或淡色状态变为强烈吸收光的有色状态，并且在不再受到照射的情况下逐渐返回原来的无色或淡色状态。
这种可逆性能使得有机光致变色材料在很多领域有着广泛的应用。
有机光致变色材料的研究起源于19世纪，当时人们发现一些有机化物在受到紫外光照射后能够发生颜色变化。
但是由于当时科学技术的限制，这些材料的应用受到了很大的局限性。
随着科学技术的发展，特别是化学合成技术的进步，有机光致变色材料的研究和应用逐渐得到了推广和发展。
有机光致变色材料的研究主要集中在以下几个方面：基于光致变色效应的应用技术开发、有机光致变色材料的合成方法以及材料性质的研究。
这些研究不仅为有机光致变色材料的应用提供了技术支持，还为未来有机光致变色材料的开发和应用奠定了基础。
目前，有机光致变色材料已经在多种领域得到了应用，比如信息存储、抗假冒、光开关等。
在光开关方面，有机光致变色材料的应用也十分广泛。
由于有机光致变色材料具有快速的可逆光切换性能，可以对光的传输和传播进行精确控制。
这使得它们在光电子学和光通信领域有着很大的潜力。
比如，有机光致变色材料可以作为光调制器和光开关的工作元件，对光信号进行调制和开关控制。
此外，有机光致变色材料还可用于光调谐滤波器、光重构器等光学器件的制造。
在有机光致变色材料的合成方法研究方面，目前有机光致变色材料的合成方法比较多样。
常见的有光解反应、电解反应等。
此外，还可以通过将不同的有机光致变色材料进行复合，改变它们的化学结构、构型和能级结构等，从而实现对有机光致变色材料性质的调控和优化。
总之，有机光致变色材料是一类具有可逆的光致变色性能的有机化合物。
它们在信息存储、抗假冒和光开关等领域有着广泛的应用。
光致变色材料
光致变色材料光致变色材料是一种特殊的材料，它能够在受到光照的作用下发生颜色的变化。
这种材料通常被应用在光学器件、显示屏、传感器等领域，具有广泛的应用前景。
光致变色材料的研究和开发已经取得了一定的进展，但仍然面临着一些挑战和难题。
本文将对光致变色材料的基本原理、应用领域以及未来发展方向进行介绍和探讨。
光致变色材料的基本原理是通过吸收光能量，从而改变材料的电子结构，进而引起颜色的变化。
这种材料通常包括有机化合物、无机化合物以及复合材料等。
在受到光照后，这些材料的分子或者晶格结构会发生变化，从而导致颜色的改变。
这种变色的过程是可逆的，即当光源消失时，材料的颜色会恢复到原来的状态。
光致变色材料的基本原理为其在光学器件和显示屏等领域的应用提供了可能。
在光学器件方面，光致变色材料可以用于制备可调节光学滤波器和光学镜片。
通过控制材料的光致变色特性，可以实现对光的波长和强度进行调节，从而实现滤波和调焦的功能。
这种材料在激光器、相机镜头等光学器件中有着广泛的应用前景。
同时，光致变色材料还可以用于制备光学存储介质，通过控制材料的变色状态，可以实现信息的存储和读取。
在显示屏方面，光致变色材料可以用于制备可变色显示屏和全彩显示屏。
通过控制材料的光致变色特性，可以实现显示屏的颜色和亮度的调节，从而实现高分辨率和高对比度的显示效果。
这种材料在电子产品、智能手机、平板电脑等显示设备中有着广泛的应用前景。
同时，光致变色材料还可以用于制备光电调制器件，通过控制材料的变色状态，可以实现光信号的调制和解调。
在传感器方面，光致变色材料可以用于制备光学传感器和光电探测器。
通过控制材料的光致变色特性，可以实现对光信号的探测和转换，从而实现光信号的测量和检测。
这种材料在光通信、光电子、光生物学等领域有着广泛的应用前景。
同时，光致变色材料还可以用于制备光敏材料，通过控制材料的变色状态，可以实现光照强度和光谱的测量和检测。
未来，光致变色材料的研究和开发将会朝着多功能、高性能、低成本的方向发展。
第五章-光功能高分子材料PPT课件
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能发生光化学反应的条件
聚合体系中必须有一个组分能吸收某一波长 范围的光能
吸收光能的分子能进一步分解或与其它分子 相互作用而生成初级活性种
过程中所生成的大分子的化学键应是能经受 光辐射的
关键在于：选择适当能量的光辐射。
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光引发自由基聚合苯三乙种基烯方、乙式甲烯：基基丙酮烯、溴酸甲乙酯烯、烷
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三、负性光致抗蚀剂（负性胶） 1. 聚乙烯醇肉桂酸酯
光敏剂：N-甲基-2-
苯甲酰基-β-萘并噻
唑啉
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柯达公司发明 聚乙烯醇+肉桂酰氯 性能优良，柔韧性、附着力需改进
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CH CHCOC1
酚醛树脂
OCOCH CH CH2 n
环氧树脂
+
聚甲基丙烯
酸羟乙酯
苯乙烯
CH3
C
O CH2 CH CH2 O n
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光致变色原理 无色或浅色变为深色 深色变为无色或浅色
正光致变色 负光致变色
光化学过程
光致变色原理
互变异构、顺反异构、开环 反应、生成离子等，偶氮苯
光物理过程 基态 吸光 激发三线态 跃迁 激发三线态
吸收光谱变化，光致变色
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2. 光致变色聚合物
小分子 共混 共聚、接枝
高聚物
含硫卡巴腙络合物的光致变色聚合物 含偶氮苯的光致变色高分子 含螺苯并吡喃结构的光致变色高分子 氧化还原型光致变色聚合物
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含硫卡巴腙络合物的光致变色聚合物 硫卡巴腙
λmax=490nm 橘红色
λmax=580nm 暗棕色或紫色
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功能3-4光致变色
前 言
• 光致变色材料在光照下会呈现出色彩丰富、艳丽的图案或花纹， 光致变色材料在光照下会呈现出色彩丰富、艳丽的图案或花纹， 美化人们的生活及环境；在我们日常的生活中无处不在， 美化人们的生活及环境；在我们日常的生活中无处不在，如： – 变色玻璃薄膜：使日光不刺眼，保护视力，保证安全，并可起到调节 变色玻璃薄膜：使日光不刺眼，保护视力，保证安全，
H3C CH3 N H hv hv' or O H3C CH3 N H
O
Hale Waihona Puke 反应后吸收波长发生红移 将螺吡喃,三苯甲烷等光色分子接入（甲基）丙烯酸酯类 将螺吡喃,三苯甲烷等光色分子接入（甲基） 高分子侧链中或主链中，即可获得高分子光色材料； 高分子侧链中或主链中，即可获得高分子光色材料；在高分子 异构化转变速度取决于螺吡喃等结构的转动自由度， 中，异构化转变速度取决于螺吡喃等结构的转动自由度，一般 高分子螺吡喃的消色速率常数是螺吡喃小分子溶液的1/400 1/400～ 高分子螺吡喃的消色速率常数是螺吡喃小分子溶液的1/400～ 1/500，所以有很好的稳定性，但为了使其显色速率加快， 1/500，所以有很好的稳定性，但为了使其显色速率加快，可 以选择Tg较低的柔性高分子。 以选择T 较低的柔性高分子。
吸收峰（ ） 吸收峰（nm） 光照前 光照后 475 583 480 610 480 620 480 610 430 560 500 630
取代基对硫代缩氨基脲吸收峰的影响
化学键断裂造成的分子解离产生离子或自由基过程 螺吡喃基团在光作用下，发生可逆的开环异构化 螺吡喃基团在光作用下，发生可逆的开环异构化 在光作用下 开环
D
hv
C=O NH H N C N H2 R2
A
光致变色材料
光致变色材料光致变色材料是一种能够在受到光照射后改变颜色的材料，它具有广泛的应用前景和巨大的市场潜力。
这种材料在光照下会发生结构或电荷的改变，从而导致颜色的变化，可以应用于智能窗帘、光学存储、信息显示、传感器等领域。
光致变色材料的研究和应用已经成为当前材料科学领域的热点之一。
光致变色材料的种类多种多样，包括有机光致变色材料、无机光致变色材料、聚合物光致变色材料等。
有机光致变色材料具有颜色鲜艳、变色速度快的特点，适用于显示器、传感器等领域；无机光致变色材料具有稳定性高、光学性能好的特点，适用于智能窗帘、光学存储等领域；聚合物光致变色材料具有柔韧性好、加工性能优良的特点，适用于柔性显示器、智能纺织品等领域。
光致变色材料的研究与开发已经取得了一系列重要进展。
在有机光致变色材料方面，研究人员通过合成新型有机分子，改善了其光致变色性能；在无机光致变色材料方面，研究人员通过控制材料的微观结构，提高了其光致变色效果；在聚合物光致变色材料方面，研究人员通过改变聚合物的分子结构，实现了材料的多功能化应用。
光致变色材料的应用领域也在不断拓展。
在智能窗帘领域，光致变色材料可以根据光照强度自动调节窗帘的透光度，实现节能环保；在光学存储领域，光致变色材料可以实现信息的高密度存储和快速读写；在传感器领域，光致变色材料可以实现对光、温度、湿度等多种信号的敏感检测。
光致变色材料的发展还面临一些挑战和机遇。
在技术方面，如何提高材料的稳定性、降低成本、提高生产效率是当前亟待解决的问题；在市场方面，随着智能化、绿色化的发展趋势，光致变色材料将迎来更广阔的市场空间和更多的应用机会。
总的来说，光致变色材料作为一种新型功能材料，具有广阔的应用前景和巨大的市场潜力。
随着材料科学技术的不断进步和创新，相信光致变色材料将会在未来的智能化时代发挥越来越重要的作用。