Hvad er fotokromisme?
Fotokromisme er en reversibel farveændring, specifikt en proces, der beskriver en farveændring i nærvær af ultraviolet (UV), synlig og infrarød (IR) lys. Dette fænomen ses ofte i overgangslinser, som er den slags brillerlinser, der bliver mørke i udendørs sollys og bliver klar i indendørs lys. Et fotokromisk stof udviser farveændring under tilstedeværelsen af visse slags lys, for eksempel det UV -sollys, der aktiverer overgangslinser. Fænomenet forekommer på grund af absorptionsegenskaber af molekylært materiale som respons på bølgelængdestråling. Forskellige materialer kan reagere med deres egne karakteristiske transmissionsspektre, der forvandles i nærvær af lysvariationer.
En nøjagtig forståelse af fænomenet blev først opdaget af den tyske jødiske organiske kemiker Dr. Willi Marckwald (1864–1950), der også gik under navnet Willy Markwald, i 1899 og etiketter fotofotoen indtil 1950'erne. Han er også CrediTed med opdagelsen af Radium F, en isotop af Pierre og Marie Curies polonium, under hans embedsperiode ved University of Berlin. Selvom det fotokromiske fænomen var blevet observeret af andre allerede i 1867, bestemte Marckwald det faktuelt i sin undersøgelse af opførslen af benzo-1-naphthyrodin og tetrachlor-1,2-keto-naphthalenon under lys.
Kort sagt, en kemisk forbindelse, der udsættes for lys, omdannes til en anden kemisk forbindelse. I mangel af lys forvandler det tilbage til den originale forbindelse. Disse er mærket som fremad- og bagreaktioner.
Farveskift kan forekomme i organiske og kunstige forbindelser og finder også sted i naturen. Reversibilitet er et nøglekriterium i navngivning af denne proces, skønt irreversibel fotokromisme kan forekomme, hvis materialer gennemgår en permanent farveændring med eksponering for ultraviolet stråling. Dette falder dog ind under paraplyen af PhotocheMistry.
Talrige fotokromiske molekyler er kategoriseret i flere klasser; Disse kan omfatte spiropyraner, diarylethenes og fotokromiske quinoner, blandt andre. Uorganisk fotokromik kan omfatte sølv, sølvchlorid og zinkhalogenider. Sølvchlorid er forbindelsen, der typisk bruges til fremstilling af fotokromiske linser.
Andre anvendelser af fotokromisme findes i supra-molær kemi for at indikere molekylære overgange ved at observere karakteristiske fotokromiske forskydninger. Tredimensionel optisk datalagring anvender fotokromisme for at skabe hukommelsesdiske, der er i stand til at holde en terabyte data eller i det væsentlige 1.000 gigabyte. Mange produkter bruger denne ændring til at skabe attraktive funktioner til legetøj, tekstiler og kosmetik.
Observation af fotokromiske bånd i visse dele af lysspektret tillader ikke-destruktiv overvågning af lysrelaterede processer og overgange. Nanoteknologi er afhængig af fotokromisme i produktionen af tynd filMS. Effekten kan korrelere med farvesvar på overfladearealet af en film, der kan bruges i et hvilket som helst antal optiske eller materielle tyndfilm-applikationer; For eksempel inkluderer anvendelser produktion af halvledere, filtre og andre tekniske overfladebehandlinger.
Normalt er fotokromiske systemer baseret på unimolekylære reaktioner, der forekommer mellem to tilstande med især forskellige absorptionsspektre. Processen er ofte en reversibel forskydning af termisk stråling eller varme samt synligt spektralt lys. Anvendelse af dette fænomen på forbrugerprodukter såvel som industrielle teknologier involverer at binde disse naturlige molekylære ændringer til ønskelige lysoverførsler og absorptioner for en række ønskelige effekter. Energibåndteknik af produkter og teknologier forbedres kraftigt af disse farvsensitive ændringer mellem lys, materialer og elementer.