有机光致变色材料最新研究综述
刘辉
（武汉理工大学理学院）
摘要：本文介绍了有机光致变色材料体系的国内国外研究发展过程，介绍了不同体系光致变色机理，光致变色材料在信息、染料等方面的应用。
关键词：有机光致变色材料机理应用
The Recect Advance in Organic Photochromic System
Hui Liu
(Wuhan University of Technology)
Abstract:This article have introduced the recent advance in organic photochromic system .The application of photochromic system in the area of IT、dyestuff and so on.The chromic mechanism of photochromic.
Key words: Organic photochromic system mechanism application
前言
光致变色（Photochromism）是指化合物A在一定波长λ1光照射下，通过特定的化学反应生成结构和光学性能不同的化合物B，在另外一定波长λ2或者热的条件下，B又会可逆地生成化合物A的现象，其变化化学式如下：
这一过程的基本特征是：A、B在一定条件下都能稳定存在，且颜色区别明显，；A和B之间的变化是可逆的。
其中温度导致的褪色材料称为T（Thermal）型，这类材料受到激发后反应速度和褪色速度都比较快；光辐射作用导致的变色材料称为P(Photoactive)型，这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。
【1】
本文着重介绍有机光致变色的国内外发展状况和各变色体系的变色机理。
1光致变色材料的分类
1.1有机光致变色化合物
有机光致变色材料种类很多，反应机理也不尽相同，主要包括：①键的异裂，如螺吡喃、螺噁嗪等；②键的均裂，如六苯基双咪唑等；③电子转移互变异构，如水杨醛苯胺类化合物等；④顺反异构，如偶氮化合物等；⑤周环化反应，如俘精酸酐类，二芳基乙烯等。
下面介绍几类主要的有机光致变色材料。
（1）螺吡喃类
螺吡喃是有机光致变色材料中研究和应用最早、最广泛的材料之一，其变色机理：
在紫外光照射下，无色螺吡喃结构中的C-O键断裂，分子局部发生旋转与吲哚形成一个共平面的部花青结构而显色，吸收光谱红移。
在可见光或热的作用下，开环体又能回复到螺环结构。
但部花青在室温下不稳定，存放几分钟至几小时就会自动转化为无色的螺环结构。
（2）俘精酸酐类
俘精酸酐是芳取代的二亚基丁二酸酐类化合物的统称，是最早被合成的有机光致变色化合物之一。
其变色机理如下：
（3）二芳基乙烯类
二芳基乙烯类化合物具有良好的光致变色性、热稳定性、耐疲劳性和响应时间短等优点，其变色机理是周环化反应，即在紫外光激发下，化合物旋转闭环生成有色的闭环体，二闭环体在可见光照射下又能发生可逆的变化。
（4）偶氮苯类
偶氮苯类化合物光致变色性能良好，并具有超高存储密度和非破坏性信息读出等特点。
偶氮类化合物的变色机理是由于含有-N=N-，形成顺反异构所引起。
光或热的作用课使顺式和反式偶氮苯之间发生转化，反式结构一般比顺式结构稳定。
2有机光致变色材料国内外研究进展【2】
2.1国内进展
我国开展光致变色材料的研究起步较晚，近几年取得了可喜的成绩。
中国科学院感光化学研究所的樊美公等人对光致变色材料进行了大量深入的研究，取得了显著的成绩，出版了《光化学基本原理与光子学材料科学》，近十年来，该课题组发表了大量论文和申请了多项光致变色材料方面的专利。
重点研究了俘精酸酐类、二芳杂环乙烯类、螺噁嗪类等光致变色化合物、光致变色聚合物的合成、光致变色反应机理、以及光致变色材料在光信息存储等领域的应用研究。
南开大学孟继本等科研人员已合成了100多种新的有机光致变色材料。
孟继本的课题组光致变色材料产品已通过中试实验，年产数吨。
近年来，该研究小组正进一步开发光致变色材料在民用品如光致变色涂料、光致变色纺织品、光致变色安全玻璃膜方面的应用配方。
2.2国外研究状况
国际上一些著名大学、研究单位和公司，如美国的加州大学、IBM公司和Xerox公司、加拿大的多伦多大学和国家研究院、法国的巴黎大学、德国的马普研究所、以色列的Weizmann科学研究所、日本的筑波大学和Kanebo有限公司都在大力开展光致变色材料和器件的开发，发表的论文和专利与日俱增。
目前，光致变色材料在染料，民用品等方面已有少量的应用，开发有机光致变色材料作为记录介质的光盘，已成为高技术领域的一项重大课题，世界PPG公司已将光致变色材料应用于有机高分子变色镜上。
韩国的庆北大学的Sung hoomkim等人合成了各种光致变色化合物和聚合物，利用自组装技术将光致变色分子之辈成光致变色薄膜，对光致变色材料的研究做了大量工作。
国际上关于光致变色材料方面权威性专著有三本，一时2-世纪70年代初期由Brown编著的《Photochromisom>一书，详尽介绍了有机光致变色化合物的发展历史及研究概况；二是1990年H.Durr 和H.Bouas-laurent主编的《Photochromisom:Molecules and Systems》，主要介绍了七八十年代光致变色材料的进展；三是Crano和Guglielmitti主编的《Organic Photochromic and Thermochromic Compounds》一书，介绍了最新的理论和应用研究。
3展望
从国内外的研究现状看，光致变色材料的研究是目前国际上重要的研究课题，光致变色材料在光信息存储的高科技领域、防伪涂料、装饰材料、国防建设和民用品等方面均具有潜在的应用价值，光致变色材料具有很大的发展空间和广阔的应用市场。
参考文献：【1】沈庆月陆春华许仲梓，光致变色材料的研究与应用南京工业大学材料学院
【2】任伟，王立艳常见有机光致变色体系的研究现状广州化工2010年38卷第12期。