材料的变色之美

材料的变色之美摘要：颜色来源于大自然，而当今世界，正是因为有了颜色的存在，才使得生活五彩缤纷，多姿多彩，这一切都是大自然赋予人类感官上最好的礼物。而伴随着社会的发展，人们在使用颜色的形式上、方式上、种类上都有了新的突破。这其中，新型材料的诞生让颜色呈现方式又多了新的门类，光致变色材料正是这样一种高科技材料，在现今社会各行业已露出头脚。背景介绍：变色效应是指材料的颜色随入射光波长变化而改变的现象。光致变色效应是指材料在一定波长的光线照射下，可见光波段的吸收光谱发生变化导致材料颜色改变，且颜色可在一定条件下复原，包括加热、特定波长光照或避光保存。常见的具光致变色效应的宝石矿物材料有紫方钠石、铍方钠石、方柱石、钻石、锆石、锂辉石等。常见的有机变色物质包括螺吡喃类、俘精酸酐类、二芳基乙烯类、偶氮苯类。有机材料的光致变色机理往往与化学结构改变有关，而无机矿物材料的光致变色多由色心或过渡金属价态变化导致。材料介绍苏坦莱是一种比难得一见的变石的变色效应还要强宝石，火彩甚至胜过本就以火彩闻名的宝石之王钻石，光泽可与红蓝宝石媲美。苏坦莱宝石变色机理十分复杂，变石的2种变色由铬离子的电子跃迁造成，而苏坦莱的变色由铁、钛两种离子共同作用，且不仅涉及电荷转移还关乎电子跃迁，最终造就了史无前例的7种变色。20世纪90年代，东华大学、江南大学基于SrAl2O4:Eu2+,Dy3+等无机稀土发光材料的优异发光特点通过熔法纺丝制备了蓄光型PP光致发光纤维，这种发光纤维通过几分钟的紫外光照射后可持续发光几个小时，在环卫、煤矿等特殊做业群体的工装上发挥了重要作用。在本世纪初，天津工业大学通过有机光致发光材料的表面改性，将具有一定热稳定性的苯甲酸类稀土发光材料通过熔法纺丝制备出具有防伪效果的PP光致发光纤维，这种纤维在特定波长的紫外光照射下会显现出可见光，去除紫外光后颜色会瞬间消失，在特种产品的防伪标识上得到了应用。光辐射作用导致的变色材料称为P(Photoactive)型，该类材料的消色过程是光化学过程，有较好的稳定性和变色选择性。自1867年TerMer首次发现具有光致变色性能的二硝基甲烷钾盐以来，光致变色材料的研究与应用就有了长足的发展，人们研制出了多种有机和无机类光致变色材料。光致变色材料应用前景广阔，利用光致变色化合物受不同强度和波长光照射时可反复循环变色的特点，可以将其制成计算机的记忆存储元件，实现信息的记忆与消除过程；利用光致变色材料的光敏性可制作新型自显影干法照相，这种成像方法分辨率高，不会发生操作误差，而且影像可以反正录制和消除。在国防可以应用该种材料来制作强光辐剂量剂、多层滤光器，在装饰上，可用作指甲漆、漆雕艺品、T恤衫、墙壁纸等装饰品。美学感悟人们每天都会接触到很多色彩，这些色彩或直观、让人对事物清晰具体；或神秘，让人捉摸不透、扑塑迷离。世间万物因独特的色彩而显现出个性与魅力。而在人们生活中，颜色与人们的情绪更是密切相关，人们的情绪有时会随着颜色的变化而变化。而一些可变色物质无疑是令人耳目一新，其材料本身所具有的美感也大大超过普通的材料。特别是一些光致变色材料，不同的光照条件下即可显示出不同的色彩，观赏价值高，应用价值高。苏坦莱珠宝就是一种光致变色宝石，在不同光源下会呈现猕猴桃绿、香槟金、覆盆子粉、鲜黄、干邑粉、姜黄和灰绿等颜色，甚至从不同角度看同一颗苏坦莱，也常可看到很多种颜色。它的出现，让几乎所有的珠宝都黯然失色。除了观赏价值之外，光致变色材料的应用领域也很多。变色眼镜、建筑物的调光玻璃窗、汽车及飞机的屏风玻璃等都运用了光致变色材料这可以防日光照射，保证安全。在住宅中，向墙纸中加入光致变色材料，配以计算好的光度，可以有效控制场景中的冷暖调，让其在不同季节中感受不一样的房间效果。在会展的设计中，它不仅能将玻璃对紫外线进行控制，而且可以创造出不同的空间颜色。在装饰上，新型光致变色材料的变色原理将持久单一的色彩环境加以丰富，而且通过加入其他物质，可以调节其不同颜色的深浅转化，其光泽度能更胜以前的装修物质。总之，光致变色材料既能给人以美感，又可在多领域大展身手。光致变色材料的研究涉及到合成化学、材料、电子、光化学诸多学科交叉领域，目前对于光致变色的研究与开发无论是国外还是国内都是方兴未艾。引用：余炼钢.蓝、绿色宝石变色机理的谱学解析[J].超硬材料工程,2018,30(3):51-56.[1]庞久强,窦元鑫,王超,等.一例铋基光致变色无机–有机杂化材料光电开关性能研究[J].合成化学研究,2020,8(01):16-24.DOI:10.12677/SSC.2020.81002.Zultanite苏坦莱__1种宝石7种美色_张洪福光致变色高分子材料_的微课设计_姚木兰光致变色材料的五大应该领域光致变色材料的研究与应用光致发光与变色纤维发展趋势_程博闻蓝宝石的