Chromismus - Chromism
![]() | tento článek ne uvést žádný Zdroje.Prosince 2009) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) ( |
v chemie, chromismus je proces, který vyvolává změnu, často reverzibilní, v barvy z sloučeniny. Ve většině případů je chromismus založen na změně v elektron státy molekuly, zejména π- nebo d-elektronový stav, takže tento jev je vyvolán různými vnějšími podněty, které mohou měnit elektronovou hustotu látek. Je známo, že existuje mnoho přírodních sloučenin, které mají chromismus, a dosud bylo syntetizováno mnoho umělých sloučenin se specifickým chromismem.
Chromismus se klasifikuje podle toho, jaký druh podnětů se používá. Příklady hlavních druhů chromismu jsou následující.
- termochromismus je chromismus, který je vyvoláván teplem, tj. změnou teploty. Toto je nejběžnější chromismus ze všech.
- fotochromismus je indukováno světelným zářením. Tento jev je založen na izomerizace mezi dvěma různými molekulárními strukturami, světlem indukovaná tvorba barevná centra v krystalech, srážení kovových částic ve skle nebo jiné mechanismy.
- elektrochromismus je vyvolán ziskem a ztrátou elektrony. Tento jev se vyskytuje v sloučeniny s redox aktivní stránky, například kov ionty nebo organické radikály.
- solvatochromismus závisí na tom polarita z solventní. Většina solvatochromních sloučenin je kovové komplexy.
Existuje mnohem více chromismů a ty jsou uvedeny v jevy změny barvy sekce.
Výstup z chromismů popsaných výše je pozorován změnou absorpčních spekter chromický materiál. Stále důležitější skupinou chromismů jsou ty, kde se změny zobrazují v jejich emisních spektrech. Proto se jim říká fluorochromismy, ilustrovaný solvatofluorochromismus, elektrofluorochromismus a mechanofluorochromismus.
Chromové jevy
Chromové jevy jsou ty jevy, ve kterých se barva vytváří, když světlo interaguje s materiály, často nazývanými chromické materiály různými způsoby. Lze je rozdělit do následujících pěti nadpisů:
- Stimulovaná (reverzibilní) změna barvy
- The vstřebávání a odraz světla
- Absorpce energie následovaná emise světla
- Absorpce světla a přenosu energie (nebo přeměny)
- Manipulace se světlem.
Fenomény změny barvy
Ty jevy, které zahrnují změnu barvy chemické sloučeniny pod vnějším podnětem, spadají pod obecný termín chromismů. Berou svá jednotlivá jména podle typu vnějšího vlivu, kterým může být buď chemikálie nebo fyzický, to je zahrnuto. Mnoho z těchto jevů je reverzibilních. Následující seznam obsahuje všechny klasické chromismy a mnoho dalších, které zvyšují zájem o novější prodejny.
- Fotochromismus - změna barvy způsobená světlo.
- Termochromismus - změna barvy způsobená teplota.
- Elektrochromismus - změna barvy způsobená elektrický proud.
- Gasochromismus - změna barvy způsobená plynem - vodík / kyslík redox.
- Solvatochromismus - změna barvy způsobená solventní polarita.
- Koncentratochromismus - změna barvy způsobená změnami v koncentrace v médiu
- Rigidichromismus - změna barvy způsobená změnami v tuhost média.
- Vapochromismus - změna barvy způsobená pára organické sloučeniny kvůli chemická polarita / polarizace.
- Ionochromismus - změna barvy způsobená ionty.
- Halochromismus - změna barvy způsobená změnou v pH.
- Metallochromismus - změna barvy způsobená ionty kovů.
- Mechanochromismus - změna barvy způsobená mechanické akce.
- Tribochromismus - změna barvy způsobená mechanické tření.
- Piezochromismus - změna barvy způsobená mechanickým tlak.
- Katodochromismus - změna barvy způsobená paprsek elektronů ozáření.
- Radiochromismus - změna barvy způsobená ionizující záření.
- Magnetochromismus - změna barvy způsobená magnetické pole.
- Biochromismus - změna barvy způsobená propojením s a biologická entita.
- Amorphochromismus - změna barvy způsobená změnami v krystalické stanoviště.
- Kryochromismus - změna barvy způsobená snížením teplota.
- Hydrochromismus - změna barvy způsobená interakcí s Windows objemová voda nebo vlhkost vzduchu.
- Chronochromismus - změna barvy nepřímo v důsledku průchodu čas.
- Agregachromismus - změna barvy zapnuta dimerizace / agregace chromoforů.
- Krystallochromismus - změna barvy v důsledku změn v Krystalická struktura chromoforu.
- Sorptiochromismus - změna barvy, když je druh povrch adsorbovaný.
Existují také chromismy, které zahrnují dva nebo více podnětů. Mezi příklady patří:
- Fotoelektrochromismus – Fotovoltachromismus – Bioelektrochromismus – Solvatophotochromism – Termosolvatochromismus – Halosolvatochromismus – Elektromechanochromismus.
Změny barev jsou také pozorovány při interakci kovové nanočástice a jejich připojené ligandy s dalším podnětem. Mezi příklady patří plazmonický solvatochromismus, plazmonický ionochromismus, plazmonický chronochromismus a plazmonický vapochromismus.
Komerční aplikace
Materiály pro změnu barvy byly použity v několika velmi běžných prodejnách, ale také ve stále větším počtu nových. Komerční aplikace zahrnují fotochromie v oční lékařství, móda /kosmetika, bezpečnostní, senzory, optická paměť a optické spínače, termochromie v barvy, inkousty, plasty a textil tak jako indikátory / senzory a v architektura, ionochromie v kopírovací papír, přímý termální tisk a textilní senzory, elektrochromie v zrcátka do auta, inteligentní okna, flexibilní zařízení a sluneční ochrana, solvatochromics v biologické sondy a senzory, plynochromie v Okna a senzory plynu.
Barviva a pigmenty
Klasický barviva a pigmenty produkovat barvu absorpcí a odrazem světla; to jsou materiály, které zásadně ovlivňují barvu našeho každodenního života. V roce 2000 byla světová produkce organický barviva byla 800 000 tun a organických pigmentů 250 000 tun a objem během prvních let tohoto století stálým tempem rostl. V roce 2019 se očekává, že hodnota trhu s organickými barvivy / pigmenty bude 19,5 miliard USD. Jejich hodnota je překročena velmi velkou produkcí anorganické pigmenty. Organická barviva se používají hlavně k barvení textilní vlákna, papír, vlasy, kůže, zatímco pigmenty se používají převážně v inkousty, barvy, plastický a kosmetika. Oba se používají v oblasti růstu digitální tisk textilií, papíru a jiných povrchů.
Barviva se také vyrábějí s využitím vlastností chromových látek: Příklady Fotochromní barviva aTermochromní barviva
Světélkování
Absorpce energie následovaná emisí světla je často popsána tímto termínem světélkování. Přesný použitý termín je založen na zdroji energie odpovědném za luminiscenci jako u jevů změny barev.
- Elektrický – elektroluminiscence Galvanoluminiscence Sonoluminiscence.
- Fotony (světlo) – Fotoluminiscence Fluorescence Fosforescence Biofluorescence.
- Chemikálie – Chemiluminiscence Bioluminiscence Elektrochemiluminiscence.
- Tepelný – Termoluminiscence Pyroluminiscence Kandololuminiscence.
- Paprsek elektronů – Katodoluminiscence Anodoluminiscence Radioluminiscence.
- Mechanické – Triboluminiscence Fractoluminescence Mechanoluminiscence Krystaloluminiscence Lyoluminiscence Elasticoluminescence.
Mnoho z těchto jevů je široce používáno v spotřební zboží a další důležité prodejny. Katodoluminiscence se používá v katodové trubice, fotoluminiscence v zářivkové osvětlení a plazmové zobrazovací panely, fosforescence v bezpečnostních značkách a nízkoenergetickém osvětlení, fluorescence v pigmenty, inkousty, optické zjasňovače, bezpečnostní oděv, a biologický a medicínská analýza a diagnostika, chemoluminiscence a bioluminiscence v analýze, diagnostice a senzorech a elektroluminiscence v rozvíjejících se oblastech diody vyzařující světlo (LED / OLED), displeje a osvětlení panelu. V oblastech: kvantové tečky a kovové nanočástice.
Přenos světla a energie
Absorpce světla a přenosu energie (nebo přeměny) zahrnuje barevné molekuly, které mohou přenášet elektromagnetickou energii, obvykle ve formě laser světelný zdroj, na další molekuly v jiné formě energie, jako je např tepelný nebo elektrické. Tyto laserová adresovatelná barviva, také zvaný absorbéry blízké infračervené oblasti, se používají v tepelných přeměna energie, fotosenzitizace chemických reakcí a selektivní absorpce světla. Mezi oblasti použití patří optické ukládání dat jako organické fotovodiče, jako senzibilizátory v fotomedicína, jako fotodynamická terapie a fototermální terapie v léčbě rakoviny, v fotodiagnostika a fototanostika a v fotoinaktivace mikrobů, krve a hmyzu. Absorpce přirozené sluneční světlo chromickými materiály / chromofory se využívá v solárních článcích k výrobě elektrické energie prostřednictvím solární články pomocí obou anorganická fotovoltaika a organické materiály (organická fotovoltaika ) a solární články citlivé na barvivo (DSSC), a také při výrobě užitečných chemikálií prostřednictvím umělá fotosyntéza. Rozvíjející se oblastí je přeměna světla na kinetickou energii, často popisovanou pod obecným pojmem lightdriven /molekulární stroje.
Lehká manipulace
Materiály mohou být použity k ovládání a manipulaci se světlem pomocí různých mechanismů k produkci užitečných efektů zahrnujících barvu. Například změna orientace molekul k vytvoření vizuálního efektu jako v displeje z tekutých krystalů. Jiné materiály fungují tak, že vytvářejí fyzický efekt, a rušení a difrakce jako v lesklé pigmenty a opticky variabilní pigmenty koloidní fotonické krystaly a v holografie. Stále více inspirace přichází z přírody v podobě bioinspirované strukturální barvy. Molekulární materiály se také používají ke zvýšení intenzity světla úpravou jeho pohybu skrz materiály elektrickými prostředky, takže se zvyšuje jeho intenzita jako v organické lasery, nebo při úpravě přenosu světla materiály, jako v optoelektronika, nebo čistě všemi optickými prostředky jako v optické omezovače.
Reference
1. Bamfield Peter a Hutchings Michael, Chromic Phenomena; technologické aplikace barevné chemie, 3. vydání, Royal Society of Chemistry, Cambridge, 2018. ISBN 978-1-78262-815-6 {EPUB ISBN 978-1-78801-503-5}.
2. Vik Michal a Periyasamy Aravin Prince, chromické materiály; Základy, měření a aplikace, Apple Academic Press, 2018. ISBN 9781771886802.
3. Ferrara Mariella a Murat Bengisu, Materiály, které mění barvu: Chytré materiály a inteligentní design, Springer, 2014. ISBN 978-3-319-00289-7