可逆热致变色材料的变色机理及应用.pdf

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变色机理及应用可逆热致变色材料的1可逆热致变色材料2热致变色原理2．1物质结构的变化综述梁小蕊，张勇，张立春materialmaterials；reversible热致变色(Thermochromism)是指一些化合物和混合物在受热或冷却时可见吸收光谱发生变化的性质。具有热致变色特性的物质称为热致变色材料(Thermochromismmaterials)。热致变色材料是由变色物质加上其他辅助成分组成的功能材料，它具有颜色随温度改变的特性。从热力学角度，可将热致变色材料分为不可逆热致变色材料和可逆热致变色材料两大类I可逆热致变色材料是指将材料加热到某一温度或温度区间时。其颜色发生明显变化，呈现出新的颜色，而当温度恢复到初温后，颜色也会随之复原，颜色变化具有可逆性。这种材料是一种具有颜色记忆功能的智能型材料，可以反复使用【31。自从1871年Houston观察到CuI等无机物的热致变色现象以来，人们对热致变色进行了不断的研究，具有可逆热致变色性质的化合物范围已从简单的金属、金属氧化物、复盐、络合物发展到各种有机物、液晶、聚合物以及生物大分子等∽引。其中可逆有机类热致变色材料在各类热致变色材料中综合性能最优，成为目前热致变色材料研究和应用的热点。同金属无机盐和液晶材料相比，这种热致变色材料变色温度可选性较大、变色区间窄、颜色组合自由、色彩鲜艳、变色明显，是目前最为引人注目的材料。可逆有机热致变色材料按化合物的类型可以分为：螺吡喃类、荧烷类、三芳甲烷类、吩噻嗪类、席夫碱类、双葸酮类、仅～萘醌衍生物和有机复配物等f“】。对于各类具有可逆热致变色性质的化合物，其热致变色原理主要可概括为物质结构的变化、分子内电子转移平衡以及分子间的质子得失这3种机理。热致变色化合物的物质结构的变化主要有：晶体结构的变化，配位场、配位数、几何构型的变化，分子结构的变化等。晶体结构的变化大部分无机热致变色化合物的颜色变化是因晶型的转变或晶格常数的变化而引起的，包括多种金属的混合氧化物、碘化物、配合物、复盐等。从理论上讲，这类热致变色特性一般具有可逆性，但是由于冷却时晶体结构的转变往往较慢，因此，在较短的时间内，此类热色性变化往往表现为不可逆。如：AgI(黄色)p型AgI(橙色)摘要：本文介绍了热致变色材料的类别和发展趋势，着重介绍了可逆热致变色材料的变色机理及其应用。关键词：热致变色材料；可逆热致变色；变色机理中图分类号：0522文献标志码：Athermochromie；color-changing旺型化学工程师2009年第5期文章编号：1002一1124(2009)05-0056-03(海军航空工程学院。山东烟台264001lColor-changingmechanismofthermochromdcmaterials(NavalUniversity，Yantai264001，China)mechanisms收稿日期：2009．-02一ll作者简介：梁小蕊(1979-)。女，讲师，硕士．2006年毕业干南京师范大学化学与环境科学学院，研究方向：有机多功能材料。2．1．1147oCChemicalEngineerreversibleanditsappHcafionIdANGXiao-rui，ZHANGYong，ZHANGLi-ehunAeronauticalAstronauticalAbstract：Theclassificationsdevelopingtrendsthermochromicintroducedinthispaper．Thecolor-changingapplicationsthermochromieweredescribeddetail．Keywords：thermochromicI'引。
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3可逆热致变色材料的应用CoCl2·2Cd-112·10H【20；===三CoCl2·2C朋12+10H203．1工业3．2军事现代战场中的“变色术”之一就是利用可逆热2．1．2配位数、配位场、几何构型的变化配合物的颜色随温度的变化主要是由于配位数的几何构型的变化引起的。如(cH，)2CHNH，CuCI，受热后构型由含有一对称桥二聚体的双桥型链的平面锥形变为含有三桥型链的平面双锥形，配位数由5变为6191；NiL抖03*2H20(L=N一异丙基一2一甲基丙烷一l，2一二氨)受热后失水，颜色由黄变绿，构型由平面正方形变为八面体构型【101；绝大多数含易挥发的小分子配体(如：NH，、CO、O：等)的有色金属络合物或带结晶水的有色无机化合物易受热分解生成新的有色物质而具有热致变色性质。粉色蓝色2．1．3分子结构的变化有机(包括元素有机)化合物颜色随温度的变化多数是由分子结构的变化造成的⋯】。这类变化包括酸一碱、酮一烯醇、内亚酰胺一内酰