Fotokromizm Nedir?

Fotokromizm, geri dönüşümlü bir renk değişikliğidir, özellikle ultraviyole (UV), görünür ve kızılötesi (IR) ışık varlığında renk değişimini tanımlayan bir işlemdir. Bu fenomen, genellikle dış mekan güneş ışığında karanlık olan ve iç mekan ışığında netleşen gözlük camı çeşitleri olan geçiş lenslerinde görülür. Bir fotokromik madde belirli ışık türlerinin, örneğin geçiş merceklerini aktive eden UV güneş ışığının varlığında renk değişikliği gösterir. Bu fenomen, dalga boyu radyasyonuna cevap olarak moleküler materyalin absorpsiyon özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Farklı malzemeler, ışık değişimleri varlığında dönüşen kendi karakteristik iletim spektrumlarına cevap verebilir.

Fenomenin tam olarak anlaşılması, ilk olarak 1899'da Willy Markwald adını alan ve 1950'lere kadar fototropi olarak etiketlenen Alman Yahudi organik kimyacısı Dr. Willi Marckwald (1864-1950) tarafından keşfedildi. Ayrıca, Berlin Üniversitesi'nde görev yaptığı süre boyunca Pierre ve Marie Curie'nin polonyumunun bir izotopu olan Radium F'nin keşfi ile de tanınır. Her ne kadar fotokromik fenomen diğerleri tarafından 1867 kadar erken gözlemlenmiş olsa da, Marckwald, bunu, ışık altındaki benzo-1-naftirrodin ve tetrakloro-1,2-keto-naftalenonun davranışı üzerine yaptığı çalışmada belirledi.

Basitçe söylemek gerekirse, ışığa maruz kalan kimyasal bir bileşik başka bir kimyasal bileşiğe dönüşür. Işığın yokluğunda, tekrar orijinal bileşiğe dönüşür. Bunlar ileri ve geri reaksiyonlar olarak etiketlenir.

Organik ve yapay bileşiklerde renk değişimleri olabilir ve bunlar doğada da meydana gelir. Tersine çevrilebilirlik, bu işlemin isimlendirilmesinde kilit bir kriterdir, ancak malzemeler ultraviyole radyasyona maruz kaldığında kalıcı bir renk değişikliği geçirirse geri döndürülemez fotokromizm oluşabilir. Bununla birlikte, bu, fotokimya şemsiyesi altında kalmaktadır.

Çok sayıda fotokromik molekül birkaç sınıfa ayrılır; bunlar diğerlerinin yanı sıra spiropiran, diarylethenes ve fotokromik kinonları içerebilir. İnorganik fotokromikler gümüş, gümüş klorür ve çinko halojenürleri içerebilir. Gümüş klorür, tipik olarak fotokromik merceklerin imalatında kullanılan bileşiktir.

Fotokromizmin diğer uygulamaları, karakteristik fotokromik kaymaları gözlemleyerek moleküler geçişleri göstermek için supra-molar kimyada bulunur. Üç boyutlu optik veri depolama, bir terabayt veri tutabilen hafıza diskleri veya esasen 1.000 gigabayt oluşturmak için fotokromizm kullanır. Birçok ürün, bu değişikliği oyuncaklar, tekstiller ve kozmetik ürünler için çekici özellikler oluşturmak için kullanır.

Fotokromik bantların ışık spektrumunun belirli bölümlerinde gözlenmesi, ışığa bağlı süreçlerin ve geçişlerin tahribatsız izlenmesini sağlar. Nanoteknoloji, ince filmlerin üretiminde fotokromizme dayanmaktadır. Etki, herhangi bir sayıda optik veya malzeme ince film uygulamasında kullanılabilen bir filmin yüzey alanı üzerindeki renklendirme tepkileriyle ilişkili olabilir; örneğin, kullanımlar yarı iletkenlerin, filtrelerin ve diğer teknik yüzey işlemlerinin üretimini içerir.

Genellikle, fotokromik sistemler, iki durum arasında, özellikle farklı absorpsiyon spektrumları ile meydana gelen unimoleküler reaksiyonlara dayanır. İşlem genellikle görünür radyasyon ışığının yanı sıra termal radyasyonun veya ısının tersinir bir kaymasıdır. Bu fenomeni, endüstriyel teknolojilerin yanı sıra tüketici ürünlerine uygulamak, bu doğal moleküler değişikliklerin arzu edilen ışık iletimlerine ve çok sayıda istenen etki için absorpsiyonlara bağlanmasını içerir. Ürün ve teknolojilerin enerji bandı mühendisliği, ışık, malzeme ve elementler arasındaki bu renk duyarlı modifikasyonlarla büyük ölçüde geliştirilmiştir.