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有机可逆热致变色材料的变色机理及进展分析


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　　摘 要：热致变色指的是一些有机化合物与一些混合物在受热或者是冷却时，因吸收光谱而发生变化的一种性质。一些具有热致变色特性的物质材料就被称为热致变色材料。热致变色材料是由一种变色物质再加上其他成分的辅助材料所组成的功能材料，热致变色材料的颜色可以随着温度的改变，从热力学角度上来讲，热致变色材料可以分为不可逆变色和可逆热致变色两类。
　　关键词：有机可逆;热致变色材料;变色机理;应用进展
　　1 引言
　　与传统的无机可逆变色材料相比，有机可逆热致变色材料的低温变色性能较为优于传统的变色材料。因其特殊的热性能已受到大量研究者的关注，目前我国所研究和开发出来的有机可逆热致变色材料的种类已经不少，如有机、液晶等种类，它们的变色机能不尽相同。近几年低温可逆热致变色材料已经成为了热点研究，特别是低温有机可逆热致变色材料，它具有变色明显、颜色可自由组合以及变色温度选择性大等多种优势，现已被广泛应用于日常生产和生活的各个方面。
　　2 有机可逆热致变色材料的变色机理
　　 物质结构的变化
　　有机可逆热致变色化合物物质结构的变化主要有晶体结构的变化、配位场与配位数的变化以及几何构型和分子结构的变化。晶体结构的变化指的是大部分无机热致变色化合物因晶体的转变或者是晶格常数的变化所引起的颜色变化。从理论上来讲，如碘化物、配合物以及复盐等，从理论方面来讲这类热致变色化合物的变色特性一般具有可逆性，但在冷却时发生晶体结构转变的较慢，所以这类热色性变化会在短时间内表现为不可逆。配位场与配位数的变化以及几何构型变化，指的是因配位数的几何构型的变化所引起的配合物颜色随着温度而变化。分子结构的变化指的是，由分子结构的变化所造成的有机化合物颜色随着温度的变化而变化。这种变化包括酸和碱、酮和烯醇以及内亚胺酸和内酰胺等物质之间的移动，有机化合物的氢迁移及分子受热开环或者是关环等等[1]。
　　 有机分子中的电子转移平衡反应
　　有很多物質本身是没有热致变色性质的，但当它与其他一些适当的化合物进行混合后，在加热时也是会发生颜色变化的。这种可逆热致变色化合物所发生的颜色变化是通过电子在有机分子中的转移而吸收或者是辐射了一定的波长光，二而导致的化学平衡移动表面上便发生了颜色的变化。
　　 分子间的质子得失
　　通常有机可逆热致变色材料的热变色体系发色剂主要是酸碱指示剂，这类显色剂通常是一些可以提供质子的酸弱。当温度发生改变的时候，发色剂就会得到或者是失去质子，这个时候发色剂的酸式结构与碱性结构就会相互转化，从而就引起颜色的变化。但通常热变色材料的颜色变化一般都是与指示剂PH值变化的颜色变化一致[2]。
　　3 有机可逆热致变色材料的应用进展
　　 防伪材料
　　众所周知伪造货币、票据以及商标等行为会产生非常严重的后果，因此我国一直在致力于防伪技术的研究。目前我国主要的防伪手