Fotokrm anyagok Fotokromizmus fogalma trtneti ttekints Szerves fotokrm
- Slides: 59
Fotokróm anyagok Fotokromizmus fogalma, történeti áttekintés Szerves fotokróm vegyületek 1. Spiropiránok 2. Spirooxazinok 3. Benzo- és naftopiránok (kromének) 4. Fulgidek 5. Diaril-etének Szervetlen fotokróm anyagok Alkalmazások
Fotokromizmus Fény hatására bekövetkező reverzibilis színváltozás A hn 1 hn 2 , D B
Abszorbancia A B 200 300 400 500 l (nm)
T típusú fotokromizmus, ha a B A reakció termikusan megy végbe P típusú fotokromizmus, ha a B A reakció fotokémiai úton megy végbe. Pozitív fotokromizmus: lmax(B) > lmax(A) Negatív (inverz) fotokromizmus: lmax(B) < lmax(A)
Külső hatások, melyek reverzibilis színváltozást eredményezhetnek: Fényelés → Fotokromizmus Hőmérsékletváltozás → Termokromizmus Elektrokémiai reakció → Elektrokromizmus Oldószer változás → Szolvatokromizmus
Fotokromizmus „története” XIX. században fedezték fel A XX. század 40 -es éveitől gyorsult fel a kutatás Hirshberg: „photochromism” - 1950 -ben Spiropiránok - 1950 -től Spirooxazinok - 1970 -től Benzo- és naftopiránok - 1966 -tól Fulgidek (1907) - 70 -es évektől
Szerves fotokróm vegyületek 1. Spiropiránok 2. Spirooxazinok 3. Benzo- és naftopiránok (kromének) 4. Fulgidek 5. Diaril-etének
1. Spiropirán-származékok [2 H-1 -benzopirán]
Indolino-spiropiránok spiropirán (6 -nitro-BIPS) n 1: UV n 2: látható merocianin
6 -nitro-BIPS
Merocianin forma határszerkezetei ikerionos kinoidális
Merocianin geometria izomerei
1955 -70 között a spiropiránok voltak a leggyakrabban használt fotokróm vegyületek. Előnyök: könnyen előállíthatók jó színkontraszt nagy fényérzékenység megf. seb. termikus halványodás Hátrány: gyors kifáradás (degradáció).
Kereskedelmi alkalmazások Fotolitográfiában jelzőanyagok Mikrofényképezés Folyadékáramlás mérése Ruhák, játékok Polimerhez kapcsolt spiropirán Polimerkémikus: polimer fotoszenzitív oldallánccal Fotokémikus: spiropirán polimer szubsztituenssel A spiropiránhoz kapcsolt polimer jelentősen lecsökkenti a termikus fakulás sebességét.
Alkalmazás orientált mintákban Langmuir-Blodget filmekben Membránokban Folyadékkristályokban Felületeken A fotokróm tulajdonságok megváltoznak. Biológiai alkalmazás Bioszenzorok Fototerápia Informatika Nagysűrűségű optikai memóriák
2. Spiroxazinok n 1: UV n 2: látható Előny: nagyobb fotostabilitás a spiropiránokhoz képest
Fotokróm lencsék Követelmények: UV-t nyelje el, könnyű legyen, divatos színű, napfény hatására sötétedjen 1980 -as évektől spiroxazin alapú lencsék kerülnek kereskedelmi forgalomba.
Transitions Optical Inc. fotokróm lencse - 1991
Transitions Optical Inc. fotokróm lencse - 1991
Fotokróm tinta Mitsubishi Chemical Corp. : Vizes bázisú, polimerhez kötött spiroxazin Textiliák festésére Kapszula mérete: 20 mm Napfény hatására 10 mp alatt elszíneződik Sötétben 15 mp alatt kifakul
Fotokróm táblaüveg Nissan Motor és Mitsubishi Chemical Corp. napfény üveg fotokróm réteg 10 mm poli(vinil)butirál üveg
Fotokróm táblaüveg
3. Benzo- és naftopiránok
Mechanizmus Alkalmazás: Fotokróm lencsék Optikai kapcsolók, stb.
4. Fulgidek Fulgid Fulgimid
Mechanizmus - fotociklizáció P típusú fotokromizmus hn 1: UV hn 2: Vis
Aktinometria: fényintenzitás (dózis) mérése fotokémiai reakció segítségével. Aberchrome 540:
5. Diaril-etének
Diaril-etének előnyei • P típusú fotokromizmus • Nagymértékű fotostabilitás (105 ciklus) • Igen gyors fotokémiai reakció (~10 ps) • Nagy érzékenység (F ~ 0, 1 - 1) • Szilárd állapotban is fotokróm sajátságot mutatnak
Szervetlen fotokromizmus Fotokróm szemüveglencsék: Ag. Cl és Cu. Cl kristályok az üvegben Fotooxidáció: Cl. Cl + e- (oxidáció) Ag+ + e. Ag (redukció)
Sötétben a visszaalakulást segíti a Cu. Cl
Fotokróm anyagok felhasználása • Fényre sötétedő (szem)üvegek • Fotokróm tinták, festékek, szövetek • Aktinometria • Optikai adattárolás • Optikai kapcsolók, dinamikus anyagok • Optikai szenzorok
Fotokróm tinták, festékek, szövetek
Áramlás vizualizációja
„Aktinometria”
Optikai adattárolás Követelmények: - termikus stabilitás - írás-olvasás megfelelő érzékenységgel fotostabilitás - a lézernek hullámhosszának megfelelő elnyelési sáv - olvasáskor ne történjen átalakulás Háromdimenziós adattárolás: kétfotonos fotokróm átalakulással
Kétfotonos fotokromizmus B Sn hn 2 virtuális szint hn 1 S 0 A
Kétfotonos abszorpció impulzuslézerrel 760 nm 380 nm Ti-zafír lézer, 200 fs
Írás merőleges sugárnyalábokkal
Spiropirán alapú dinamikus anyagok, optikai kapcsolók • SP – MC átalakulás előidézése különböző külső hatásokra (fény, hőmérséklet, mechanikai hatások) • Spiropirán: fénnyel vezérelhető molekuláris kapcsoló • SP-t kovalens kötéssel szerves polimerekhez, szervetlen (nano)részecskéhez rögzítik (immobilizáció) • Immobilizáció előnyei: SP helyhez kötött oldószer ill. biokombatibilitás növelhető aggregáció és fotodegradáció csökkenése
Polimer oldhatóságának szabályozása
SP alapú hőmérsékletmérés
Spiropirán mint mechanofór
Fotomechanikai effektus
Szervetlen nanorészecske fényvezérelt fluoreszcenciája
Szilika nanorészecskék aggregációja
Nedvesedés (peremszög) fotokontrollja
Fe(bpy)32+ ion fotovezérelt transzportja SP funkcionalizált nanopóruson MCH+ SP
Spirooxazin etil-cellulóz (EC) és poli(metil-metakrilát) (PMMA) nanokapszulákban Acetonitril PMMA
Spirooxazin fotodegradációja nanokapszulákban
Optikai szenzormolekulák Makrociklusokhoz kapcsolt fotokrómvegyületek Makrociklusok: koronaéterek, kalixarének stb. Fotokrómok: spiropiránok, spirooxazinok stb. Komplexképzés befolyásolja a fotokróm viselkedést.
6 -nitro-BIPS komplexképzése acetonitrilben
Spiropirán királis koronaéter származéka (S) komplexképzés fémionokkal, a merocianin forma kialakul UV besugárzás nélkül királis molekulák felismerése
Komplexképzés alkálifémekkel
Komplexképzés naftil-etil-aminnal
- Prosztetikum
- Karbonsavak elnevezése
- Hidroxivegyületek
- Fématom
- Cmr anyagok
- Kompozit anyagok
- Diamágneses anyagok
- Kémiailag tiszta anyagok
- Felmágnesezés
- Veszélyes anyagok jelölése
- Az anyagok csoportosítása
- Veszélyes anyagok jelölése
- Milyen tényezőktől függ az anyagok oldhatósága
- Egyszerű anyagok kimutatása
- Sofia blast
- Negyedfokú egyenlet megoldóképlete
- Manierizmus építészet
- Regisztráció feldolgozása
- Szakasz fogalma
- Netikett fogalma
- Bronzkor fogalma
- Vektor * vektor
- Tenziós mérőcella
- Másodunokatestvér fogalma
- Távmunka fogalma
- Hypnoid tudatzavar
- ügykezelő fogalma
- Kettős könyvelés példa
- Bérpótlékok fajtái
- Lincenc
- Testőrírók fogalma
- A retorika fogalma
- Szimbolizmus fogalma
- Amd processzorok sorrendje
- Despotikus hatalom
- Kortárscsoport fogalma
- Riport fogalma
- Az egyenlet fogalma
- Dicsőséges forradalom fogalma
- Expresszionizmus
- Hascsapolás képek
- Kraljic mátrix
- Kádgörbe
- Falusi szálláshely fogalma
- Devizapiac fogalma
- Körmese
- Netikett fogalma
- Termékhagymamodell
- Helyben lakó szomszéd fogalma
- Hullámforrasztás
- Tanterv fogalma
- Diszkrimináns
- Elengedési áramerősség
- Oxygenium gáz 20 l ára
- Marketing fejlődési szakaszai
- Csomagolás fogalma
- Ted shuterland
- Kommunikációs folyamat elemei
- Hr kontroller feladatai
- Sikoly