电致变色的材料

电致变色材料分为无机电致变色材料和有机电致变色材料。无机电致变色材料的典型代表是三氧化钨，目前，以WO3为功能材料的电致变色器件已经产业化。而有机电致变色材料主要有聚噻吩类及其衍生物、紫罗精类、四硫富瓦烯、金属酞菁类化合物等。以紫罗精类为功能材料的电致变色材料已经得到实际应用。

电致变色层是电致变色器件的核心层,也是变色反应的发生层。电致变色材料按照类型可分为无机电致变色材料和有机电致变色材料。

（1）无机电致变色材料

无机电致变色材料多为过渡金属氧化物或其衍生物,第一次发现的电致变色现象就是无定形WO3薄膜的变色。过渡金属、电子层不稳定,有未成对的单电子存在。过渡金属元素的离子一般都有颜色,且基态与激发态能量差较小,在一定的条件下价态发生可逆转变,形成混合价态离子共存状态。随离子价态和浓度的变化,颜色也会发生相应的变化,这就是过渡金属氧化物具备电致变色能力的原因。常见的无机变色材料根据其发生氧化还原的原理不同,又可以细分为阳极着色材料和阴极着色材料.

阴极变色材料主要是ⅥB族金属氧化物。作为阴极变色材料的典型代表, WO3薄膜是人们发现最早的,也是研究最为详尽的。WO3的变色过程复杂,其机理一直存在争论,双注入模型即Faughnan模型是目前被普遍接受和应用的模型。该模型认为WO3薄膜的电致变色机理是在变色过程中由于电场的作用,阳离子和电子双注入WO3晶格空隙后产生含W的产生被认为是其变色的原因。

阳极变色材料主要是Ⅷ族及Pt族金属氧化物或水合物。其中NiO因具有较大的着色/漂白变色范围、较长的循环寿命及原料丰富、价格适宜等优点而成为一种研究最多的阳极变色材料。氧化镍是一种具有NaCl结构的3d过渡金属氧化物，晶体中会出现镍空位或过氧的情况，这导致氧化镍成为一种p型半导体。因此氧化镍晶体中经常会出现空位、缺陷以及掺杂的情况。双注入模型不能很好地解释NiO的变色过程，至今NiO薄膜的变色机理仍有很多争议。

（2）有机电致变色材料

有机电致变色薄膜种类相对较多，可以分为有机小分子电致变色材料和导电聚合物电致变色材料两大类。

有机小分子变色材料的典型代表就是紫罗精类化合物，该类物质在氧化还原过程中会出现颜色变换，所以又属于氧化还原型化合物。一般情况下，中性态紫罗精类化合物由于自身结构特殊性?分子内部电子迁移受到禁阻，因此颜色较浅。随着施加电位的提高，中性态结构逐渐向部分氧化态转变，最终生成稳定的二价阳离子形式，该状态下呈现无色。由于分子间存在强烈的光电转移，使得单价阳离子颜色最深。

导电聚合物电致变色材料是20世纪70年代新发展起来的一类物质。白川英树等发现导电聚乙炔以来，得到了飞快的发展。,20世纪80年代以来，随着共轭高聚物经小分子掺杂而显示出很高的导电性并且出现电致变色现象以后，导电聚合物作为电致变色材料便很快发展起来。该类物质因具有费用低、光学质量好、颜色转换快、循环可逆性好等优点而受到重视。导电聚合物变色的原理主要是其掺杂过程，掺杂的实质是离子等在高分子链中的迁入与迁出行为，同时伴随着电子的得失，因此导电聚合物的掺杂过程是一个氧化还原可逆过程。在掺杂的过程中引发了分子导带与价带之间的跃迁，包括极子能级、孤子能级、双极子能级、电子的不同能级跃迁，使光谱发生不同的变化。在一定范围内控制电压来决定掺杂程度，从而导致可见光区的吸收不同，显示出颜色的变化，就发生了电致变色现象。

热敏颜料 。

热敏颜料别名：感温变色颜料、温变颜料、感温颜料等。

1、 感温变色基本颜色： 宝蓝,海蓝,深蓝,大红,朱红,玫瑰红,草绿,孔雀绿,墨绿,中绿,橙红,金黄.黑等可调色 。

2、 感温变色基本温度：-5℃、0℃、5℃、10℃、16℃、21℃、31℃、33℃、38℃、43℃、45℃、50℃、65℃、70℃、78℃。

3、感温变色可随温度的上升、下降而反复必变颜色。（以31℃红色为例，变色形式为31℃以上呈现无色，31℃以下呈现红色）。

4、感温变色内含微胶囊变色颗粒，粒径在1~10UM之间，并具有耐高温、抗氧化等胶囊所改变的特性。

5、感温变色产品之设计以高温环境时与低温环境时有颜色变化为诉求，并大多应用于人体感温的系列产品，也可做防伪设计使用。

扩展资料：

1、耐光性：

感温变色颜料的耐光性较差，在强烈阳光下暴晒下会很快褪色失效，因此其只适合在室内使用。应避免强烈阳光和紫外灯光的照射，这样有利于延长变色颜料的使用寿命。

2、耐热性：

感温变色颜料在短时间内可耐230℃高温（10分钟左右），可应用于注塑和高温固化。但变色颜料在发色状态和消色状态时的热稳定性不同，前者的稳定性高于后者。另外当温度高于80℃时，构成变色体系的有机物也会开始降解。因此变色颜料应避免长期在高于75℃温度下工作。

参考资料：百度百科-热敏颜料

光致变色高分子可以直接通过缩合聚合来合成，例如聚紫罗（兰）精可以直接由联吡啶和二卤化物缩合而成。光致变色高分子可用于干法自动显影照相、数据和信息的记录储存或动态图形的显示、军事伪装或室内装饰

，此外还用作防光、避光和遮光材料或滤光片，辐射剂量测示剂或其他分析指示剂等。

光致变色高分子-正文一类在光或其他电磁波作用下能产生变色现象的高分子化合物。光致变色现象不局限于可见的变色，只要某种化合物的两个状态（A和B）的吸收光谱波长(λ)不同，并且在相互转变中至少有一方是由于电磁辐射所导致的，则这种可逆转变现象称为光致变色现象。

具有光致变色功能的化合物，按反应性质可分为下列几类：①光异构化反应类,例如对-二甲胺基偶氮苯类的顺反异构反应：

式中h为普朗克常数；v为频率。②光分解反应类，例如双-三苯基咪唑类的光分解反应：

③光氧化还原反应类，光致变色无机化合物主要属于此类；光致变色有机化合物中也有不少属于此类，例如硫紫类的光氧化还原反应：

光致变色高分子可以直接通过缩合聚合来合成，例如聚紫罗（兰）精可以直接由联吡啶和二卤化物缩合而成。但最常用的方法是在具有光致变色功能的低分子上先引入一个乙烯基，然后和其他单体共聚合；或者将光致变色基团作为侧基接枝在高分子链上(见接枝共聚合)。此外，在实际应用上，也可直接将具有光致变色功能的低分子均匀分散在高聚物介质中，然后制成材料。

光致变色高分子可用于干法自动显影照相、数据和信息的记录储存或动态图形的显示、军事伪装或室内装饰，此外还用作防光、避光和遮光材料或滤光片，辐射剂量测示剂或其他分析指示剂等。

1 光致变色高分子中的光力学现象 一、什么是光致变色高分子材料 表现出可逆的颜色变化的高分子材料称为光致变色高分子材料。某些高分子材料在光的作用下化学结构发生可逆变化，因而材料对可见光的吸收光谱也会发生某种改变，从外观上看是相应地产生颜色变化。 二、变色原理光致变色过程中，变色现象大多与聚合物吸收光后的结构变化有关系。主要包括: ①键的异裂，如螺毗喃、螺唔嗓等②键的均裂，如六苯基双咪哇等③电子转移互变异构，如水杨醛缩苯胺类化合物等④顺反异构，如周蔡靛兰类染料、偶氮化合物等⑤氧化还原反应，如稠环芳香化合物、哗嗓类等⑥周环化反应，如俘精酸配类、二芳基乙烯类等。 请看下面的例子：某些有机化合物的结构以两种官能团异构体互相迅速变换而处于动态平衡的现象。例如，乙酰乙酸乙酯是酮式和烯醇式的平衡混合物： 由于双键和环不能自由旋转而引起的构型异构，通常称为几何构型或顺反异构 。 如可见光条件下的二硫代保护基团的感光裂解： 三、分类光致变色现象一般人为地分为两类 1、正性光致变色 ：光照下材料的颜色由无色或浅色转变成深色 2、逆光致变色 ：光照下材料的颜色由深色转变成无色或浅色 四、应用前景 (l)信息存储元件：其制成的计算机记忆存储元件，其记录信息的密度大，且抗疲劳性能好，能快速写人和擦除信息。 (2)装饰和防护包装材料：可用作指甲漆、漆雕工艺品、T恤衫、墙壁纸等装饰品。还可制成包装膜、调光玻璃窗、屏风玻璃等。 (3)自显影全息记录照相：利用其光敏性制作的自显影+法照相技术。对可见光不感光，只对紫外光感光。这种成像方法分辨率高，不会发生 *** 作误差，影像可以反正录制和消除。 (4)国防上的用途：其对强光特别敏感，用来制作强光辐剂量剂。它能测量电离辐射，探测紫外线、X射线、y射线等的剂量。

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