Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Лекция №13. Фотохромные процессы




Сущность явления фотохромизма заключается в том, что при воздействии лучистой энергии фотохромное вещество мгновенно меняет свой цвет без дополнительной обработки; по окончании облучения появившаяся окраска исчезает с большей или меньшей скоростью. Фотохромизм могут рассматривать как частный случай фототропии. Под фототропией в химии понимают обратимое изменение спектра поглощения вещества под действием электромагнитного излучения. Если изменение спектра поглощения происходит в видимой области, т.е. обнаруживается изменение окраски вещества, говорят о фотохромизме.

Явление фототропии и, в частности, фотохромизма можно представить следующей схемой:

, где А и В – молекулы или комплексы, различающиеся спектрами поглощения;

hv1 – индуцирующее излучение;

hv2 – излучение, стирающее изображение;

kt - тепловая энергия.

Состояние А – основное, а В – основное или долгоживущее возбужденное состояние.

Фотохромные свойства присущи многим органическим и неорганическим соединениям, как в кристальном состоянии, так и в растворе. Простейшим примером фотохромизма неорганического соединения может служить эффект Гершеля.

Из числа неорганического вещества, обладающего фотохромными свойствами, наибольший практический интерес представляют фотохромные стекла. Это боросиликатные стекла (Na2O•B2•O3•SiO2), с которыми сплавлены небольшие количества (около 0,5%) AgCl, или AgBr, или другие светочувствительные неорганические соединения. Фотохромное стекло бесцветно и прозрачно. При действии УФ-излучения оно темнеет, но по окончании облучения спонтанно обесцвечивается. Фотохромный процесс, протекающий в стекле, аналогичен эффекту Гершеля:

Многообразны фотохромные проессы в органических соединениях. Известно свыше 1000 фотохромных веществ из более чем 20 классов органических соединений. Фотохромные процессы в органических соединениях могут протекать по различным механизмам, в зависимости от структуры молекулы соединений и других условий. Известны фотохромные превращения в результате реакций:

1) фотоизомеризация (индигоидные соединения);

2) фототаутомеризация (нитробензилпроизводные соединения);

3) фотодиссоциация (биимидозалилы);

4) фотодиссоциация с последующей изомеризацией (спиропираны);

5) фототаутомеризации с последующей изомеризацией (дитизанаты металлов);

6) фотоиндуцированные окислительно-восстановительные реакции (тионин-железо);

7) фотодимеризация (бензакридизиниевые соли) и др.

Фотохромные превращения спиропиранов.

Спиропираны – это ди- или полициклические соединения с одним общим атомом

 

 

типа А, где А – обычно С, но могут быть N или As, или P.

Название этих соединений происходит от лат. “спиро”, что в переводе означает крендель в виде цифры 8. Спиропираны имеют имеют строение:

 

 

где Х = О или N или S

Спиропираны обычно бесцветны. При поглощении УФ-излучения они подвергаются диссоциации по связи С-Х, в результате чего образуется цепь сопряженных двойных связей, и происходит окрашивание бесцветной органической системы по схеме:

 

К достоинствам фотохромных процессов относятся:

1) весьма высокая скорость появления изображения под действием лучистой энергии (за время 10-1310-7с); при экспонировании фотохромного материала со спиропиранами излучением квантового генератора с l=351,1нм появление изображения с оптической плотностью ∆Д=1,0 достигается менее чем за 10–7 с;

2) отсутствие процессов химико-фотографической обработки;

3) весьма высокая разрешающая способность;

4) возможность многократного использования фотохромного материала (для фотохромных материалов со спиропиранами число циклов «запись-стирание» равно 10-30, но фотохромные материалы на основе α – салицилиденанилина выдерживают более 50 000 циклов перезаписи информации без изменения исходных характеристик).

Продолжительность хранения информации, записанной на органических фотохромных материалах может регулироваться в известных пределах. При обычных температурах фотоиндуцированная форма В может переходить в состояние А за время от микросекунды до нескольких месяцев и даже лет, в зависимости от структуры фотохромного соединения, от состава связующего, от условий хранения записанной информации и т.д.

Фотохромные материалы имеют большие перспективы применения для специальных видов записи информации: в системе памяти компьютера, в системе оптической обработки сигналов, в голографии при действии излучений лазерных источников, в динамических индикаторных устройствах проектирующего типа (в частности, в системах отображения информации на большой экран) и др.

Основная литература (5 осн. [112-113])

Дополнительная литература (6 доп. [44-45])

Контрольные вопросы:

1. Фотохромизм и его сущность.

2. Явление фототропии

3. Механизмы фотохромных процессов в органических соединениях

4. Фотохромные превращения спиропиранов.

5. Достоинства фотохромных процессов




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-11-16; Просмотров: 1033; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.014 сек.