Justerbare omvendte fotokromer i fast tilstand

Fotokrome er farvestoffer, der ændrer deres farve afhængigt af det lys, de modtager. Når lyset er slukket, kan de enten forblive i deres fotoinducerede tilstand (P-type fotokromer) eller vende tilbage til deres oprindelige tilstand (T-type fotokrome). T-type fotokromer kan farve ved bestråling, blegning, når lys flyttes væk (direkte fotokromisme) eller misfarvning under bestråling, genvinde deres farve i mørke (omvendt fotokromisme).

I løbet af de sidste årtier, både den industrielle og den akademiske sektor har vist stigende interesse for organiske fotokromer til fremstilling af farvejusterbare funktionelle materialer. Oftalmiske linser og smarte vinduer er eksempler på aktuelle applikationer baseret på direkte fotokromisme. Imidlertid, funktionelle solide enheder baseret på omvendte T-type fotokromer er meget sjældne og er først begyndt at blive rapporteret for nylig (f.eks. i flerfarvede lysfølsomme genskrivbare enheder).

Forskellige strategier er blevet undersøgt for at opnå omvendt fotokromisme med organiske stoffer kaldet spiroforbindelser. Alligevel, de hidtil producerede materialer giver ikke fleksibel justering af deres fotokromatiske responser. Det er, deres farve og den hastighed, hvormed ændringen frembringes, kan ikke justeres. Også, kemiske reaktioner er nødvendige for at ændre strukturen af ​​fotokromet, så det giver den nødvendige effekt.

En ny, ligetil, reaktionsfri og universel strategi for at opnå faste materialer med meget justerbar omvendt fotokromisme er for nylig blevet udviklet fra et samarbejde mellem ICN2 og Institut for Kemi i UAB, og udgivet i ACS anvendte materialer og grænseflader . Den sidste forfatter til artiklen og leder af forskningen er Dr. Claudio Roscini, der overvågede arbejdet med ph.d. elev Àlex Julià, begge fra ICN2 Nanostructured Functional Materials Group, ledet af Dr. Daniel Ruiz. Forfatteren fra UAB's kemiafdeling er Dr. Jordi Hernando. Disse forskere anvendte kommercielt tilgængelige organiske forbindelser fra familien spiropyran, som kan stabiliseres til forskellige tilstande med forskellige farver og farvningshastigheder ved blot at variere arten af ​​de omgivende medier (funktionelt faseændringsmateriale).

I øvrigt, de overførte denne adfærd til faste matricer ved at fremstille polymerkapsler fyldt med spiropyran-opløsninger af funktionelt fase-ændringsmateriale (som giver den oprindelige farve af farvestoffet) og til sidst at sprede dem i det endelige materiale af interesse. Som resultat, polymerfilm med op til tre forskellige fotokrome reaktioner vedrørende farver og omskiftningshastigheder kunne genereres fra det samme kommercielle farvestof. Dette repræsenterer en hidtil uset justering af de fotokrome egenskaber i fast tilstand.

I betragtning af at flere farver kunne opnås ved at kombinere kapsler af forskellige typer, som også kan udvise anden adfærd, såsom termokromisme (skifter farver med temperaturen), funktionelle materialer kunne fremstilles ud fra spiropyranfarvestoffer, der udviser flerfarve- og multistimuli-responser.