Fotokróm anyagok Fotokromizmus fogalma Történeti áttekintés Szerves fotokrómok 1. Spiropiránok 2. Spirooxazinok 3. Benzo- és naftopiránok (kroménok)

Az előadások a következő témára: "Fotokróm anyagok Fotokromizmus fogalma Történeti áttekintés Szerves fotokrómok 1. Spiropiránok 2. Spirooxazinok 3. Benzo- és naftopiránok (kroménok)"— Előadás másolata:

1 Fotokróm anyagok Fotokromizmus fogalma Történeti áttekintés Szerves fotokrómok Spiropiránok Spirooxazinok Benzo- és naftopiránok (kroménok) Fulgidek Szervetlen fotokrómok Képlet - mechanizmus - alkalmazások

2 Fotokromizmus Reverzibilis színváltozás fény hatására hn1 A B hn2 , D

3 A Abszorbancia B 200 300 400 500 l (nm)

4 T típusú fotokróm, ha a B  A reakció termikusan megy végbe
P típusú fotokróm, ha a B  A reakció fotokémiai úton megy végbe. Pozitív fotokromizmus: lmax(B) > lmax(A) Negatív (inverz) fotokromizmus: lmax(B) > lmax(A)

5 Reverzibilis színváltozások kiváltó okai:
Fotokromizmus: fényelnyelés Termokromizmus: hőmérséklet Elektrokromizmus: elektrokémiai redox reakció Szolvatokromizmus: oldószer

6 Fotokromizmus XIX. században fedezték fel
A XX. század 40-es éveitől gyorsult fel a kutatás Hirshberg: „photochromism” ben Spiropiránok től Spirooxazinok től Benzo- és naftopiránok tól Fulgidek (1907) - 70-es évektől

7 Szerves fotokrómok 1. Spiropiránok 2. Spirooxazinok 3. Benzo- és naftopiránok (kroménok) 4. Fulgidek

8 1. Spiropirán-származékok
[2H-1-benzopirán]

9 Indolino-spiropiránok
n1: UV n2: látható merocianin spiropirán 6-nitro-BIPS (Benzo Indolino Pyrano Spyran)

10 Merocianin „zwitterion” orto-kinoid

11 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).

12 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.

13 2.Spiroxazinok n1: UV n2: látható Előny: fotostabilitás

14 Fotokróm lencsék Követelmények: UV-t nyelje el, könnyű legyen, divatos színű, napfény hatására sötétedjen. 1980-as évektől spiroxazin alapú lencsék kereskedelmi forgalomban

15 Transitions Optical Inc. fotokróm lencse - 1991

16 Transitions Optical Inc. fotokróm lencse - 1991

17 Fotokróm tinta Mitsubishi Chemical Corp
Fotokróm tinta Mitsubishi Chemical Corp.: Vízalapú, polimerhez kötött spiroxazin Textiliák festésére Kapszula mérete: 20 mm Napfény hatására 10 mp alatt elszíneződik Sötétben 15 mp alatt kifakul

18 Nissan Motor és Mitsubishi Chemical Corp.
Fotokróm táblaüveg Nissan Motor és Mitsubishi Chemical Corp. napfény üveg fotokróm réteg 10 mm poli(vinil)- butirál üveg

19 Fotokróm táblaüveg

20 3. Benzo- és naftopiránok

21 Mechanizmus Alkalmazás: Fotokróm lencsék Optikai kapcsolók, stb.

22 4. Fulgidek Fulgid Fulgimid

23 Mechanizmus - fotociklizáció
n1: UV n2: látható

24 Szervetlen fotokrómok
Fotokróm szemüveglencsék: AgCl és CuCl kristályok az üvegben Fotooxidáció: Cl- Cl + e- (oxidáció) Ag+ + e- Ag (redukció)

25 Sötétben a visszaalakulást segíti a CuCl

26 Optikai szenzormolekulák
Makrociklusokhoz kapcsolt fotokrómvegyületek Makrociklusok: koronaéterek, kalixarének stb. Fotokrómok: spiropiránok, spirooxazinok stb. Komplexképzés befolyásolja a fotokróm viselkedést.

27 Spiropirán királis koronaéter származéka
komplexképzés fémionokkal, a merocianin forma kialakul UV besugárzás nélkül királis molekulák felismerése

28 Komplexképzés alkálifémekkel

29 Komplexképzés alkáliföldfémekkel

30 Komplexképzés naftil-etil-aminnal