Photochromism คืออะไร?

Photochromism เป็นการเปลี่ยนแปลงสีที่สามารถย้อนกลับได้โดยเฉพาะกระบวนการที่อธิบายการเปลี่ยนแปลงของสีเมื่อมีแสงอัลตราไวโอเลต (UV) แสงที่มองเห็นและแสงอินฟราเรด (IR) ปรากฏการณ์นี้พบเห็นได้ทั่วไปในเลนส์เปลี่ยนผ่านซึ่งเป็นเลนส์ประเภทหนึ่งที่เปลี่ยนเป็นสีเข้มเมื่อถูกแสงแดดกลางแจ้งและกลายเป็นแสงในอาคาร สาร photochromic มีการเปลี่ยนแปลงสีภายใต้แสงบางชนิดเช่นแสงแดด UV ที่ทำหน้าที่เปลี่ยนเลนส์ ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเนื่องจากคุณสมบัติการดูดซับของวัสดุโมเลกุลในการตอบสนองต่อความยาวคลื่นของรังสี วัสดุที่แตกต่างกันอาจตอบสนองด้วยสเปคตรัมการส่งผ่านของตัวเองที่เปลี่ยนแปลงเมื่อมีความแปรผันของแสง

ความเข้าใจที่ถูกต้องเกี่ยวกับปรากฏการณ์นี้ถูกค้นพบครั้งแรกโดยนักเคมีอินทรีย์ชาวยิวชาวเยอรมันดร. Willi Marckwald (1864–1950) ซึ่งยังใช้นามของ Willy Markwald ในปี 1899 และติดป้าย phototropy จนกระทั่งปี 1950 เขายังให้เครดิตกับการค้นพบเรเดียม F ซึ่งเป็นไอโซโทปของพอโลเนียมของปิแอร์และมารีคูรีในช่วงที่เขาดำรงตำแหน่งอยู่ที่มหาวิทยาลัยเบอร์ลิน แม้ว่าคนอื่นจะสังเกตเห็นปรากฏการณ์โฟโตโครมิกเร็วที่สุดเท่าที่ 2410, Marckwald ระบุว่าในการศึกษาพฤติกรรมของเขาในความเป็นจริงของ benzo-1-naphthyrodine และ tetrachloro-1,2-keto-naphthalenone

เพียงแค่ใส่สารประกอบทางเคมีที่สัมผัสกับแสงเปลี่ยนเป็นสารเคมีอื่น ในกรณีที่ไม่มีแสงมันจะแปลงกลับไปเป็นสารประกอบดั้งเดิม ปฏิกิริยาเหล่านี้ระบุว่าเป็นปฏิกิริยาไปข้างหน้าและย้อนกลับ

การเปลี่ยนสีสามารถเกิดขึ้นได้ในสารประกอบอินทรีย์และสารสังเคราะห์และเกิดขึ้นในธรรมชาติ การย้อนกลับเป็นเกณฑ์สำคัญในการตั้งชื่อกระบวนการนี้แม้ว่าการเปลี่ยนสีด้วยแสงแบบกลับไม่ได้อาจเกิดขึ้นได้หากวัสดุได้รับการเปลี่ยนสีถาวรด้วยการสัมผัสกับรังสีอัลตราไวโอเลต อย่างไรก็ตามสิ่งนี้ตกอยู่ภายใต้ร่มของเคมีแสง

โมเลกุล photochromic จำนวนมากถูกแบ่งออกเป็นหลายชั้น สิ่งเหล่านี้อาจรวมถึง spiropyrans, Diarylethenes, และ photochromic quinones และอื่น ๆ photochromics อนินทรีย์อาจรวมถึงเงิน, คลอไรด์สีเงินและสังกะสีไลด์ ซิลเวอร์คลอไรด์เป็นสารประกอบที่มักใช้ในการผลิตเลนส์โฟโตโครมิก

การประยุกต์ใช้ photochromism อื่น ๆ พบได้ใน supra-molar chemistry เพื่อระบุการเปลี่ยนโมเลกุลโดยการสังเกตการเปลี่ยนแปลงของ photochromic การจัดเก็บข้อมูลออปติคอลสามมิติใช้โฟโตโครมาเพื่อสร้างแผ่นดิสก์หน่วยความจำที่มีความสามารถในการเก็บข้อมูลเทราไบต์หรือ 1,000 กิกะไบต์เป็นหลัก ผลิตภัณฑ์จำนวนมากใช้การเปลี่ยนแปลงนี้เพื่อสร้างคุณสมบัติที่น่าสนใจสำหรับของเล่นสิ่งทอและเครื่องสำอาง

การสังเกตวงโฟโตโครมิกในบางส่วนของสเปกตรัมแสงช่วยให้สามารถตรวจสอบกระบวนการและช่วงการเปลี่ยนภาพที่ไม่ทำลายได้โดยไม่ทำลาย นาโนเทคโนโลยีอาศัย photochromism ในการผลิตฟิล์มบาง เอฟเฟกต์สามารถสัมพันธ์กับการตอบสนองของสีบนพื้นผิวของฟิล์มซึ่งอาจนำไปใช้ในการประยุกต์ใช้งานฟิล์มบางแบบออพติคอลหรือวัสดุบาง ๆ ตัวอย่างเช่นการใช้งานรวมถึงการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ตัวกรองและการรักษาพื้นผิวทางเทคนิคอื่น ๆ

โดยปกติแล้วระบบโฟโตโครมิกขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาของโมเลกุลที่เกิดขึ้นระหว่างสองสถานะด้วยสเปกตรัมการดูดกลืนที่แตกต่างกัน กระบวนการนี้มักจะเป็นการเปลี่ยนกลับของการแผ่รังสีความร้อนหรือความร้อนเช่นเดียวกับแสงสเปกตรัมที่มองเห็นได้ การนำปรากฏการณ์นี้ไปใช้กับผลิตภัณฑ์เพื่อผู้บริโภครวมถึงเทคโนโลยีอุตสาหกรรมเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงโมเลกุลตามธรรมชาติเหล่านี้ไปสู่การส่งผ่านแสงและการดูดซับแสงที่ต้องการเพื่อผลกระทบที่พึงประสงค์มากมาย วิศวกรรมแถบพลังงานของผลิตภัณฑ์และเทคโนโลยีได้รับการปรับปรุงอย่างมากโดยการปรับเปลี่ยนที่ไวต่อสีเหล่านี้ระหว่างแสงวัสดุและองค์ประกอบ