研究人员开发出一种材料:当暴露于紫外光时,该材料可以立即从无色变成深蓝色;当关闭光源时,又迅速变成无色。这种新材料是一种被称为“光致变色材料”的玻璃。
十多年以来,日本青山学院的化学工程师阿部次郎及同事一直在研究光致变色材料的光敏感特性,特别研究了那些源自化合物六芳基双咪唑(HABI)的材料。天然状态的HABI是无色的,然而当紫外光冲破其分子中一个化学键的时候,HABI就会变为深蓝色。问题是这种材料的变色需要几十秒钟甚至更长时间,所以目前其唯一的商业用途是制造可以缓慢变色的太阳镜。
阿部次郎的研究小组通过模拟和室内实验来分析HABI的化学结构。他们发现:往这种化合物中加入萘,可以使变色所需时间缩短到大约180毫秒;用一种叫作“环芳(cyclophane)”的化合物代替萘,从无色到蓝色仅需大约30毫秒。据阿部次郎及同事在近期《美国化学学会会刊》(Journal of the American Chemical Society)上报道:“更为奇妙的是,关闭紫外光源后,加入环芳的HABI也可以同样迅速地恢复无色状态,而且这种化合物非常稳定,变色反应可以重复成千上万次。”
HABI的性能还可以使其成为新一代光存储装置的最理想候选材料,它的色控开关性能可以代替磁开关——当今电子数据存储设备的基础。
美国坦佩城亚利桑那州立大学的化学家德文斯·古斯特指出,这些性质在其他光致变色材料中极为罕见,因此这种化合物的开发使利用光致变色材料进行数据处理和存储的技术向前跨出了一大步。
来源:美国《科学》杂志网站 |