变色薄膜的种类及变色机理

【看点】变色薄膜是变色材料中的一种，材料是在外界条件作用下能发生颜色改变的材料。也正是因为其变色性能，应用范围十分广泛，包括信息处理、农业、食品包装、防伪材料等等。这里对变色材料及变色机理作说明。

【正文】

1、光致变色材料

光致变色是一种化合物收到一定波长光照射时，发生化学反应得到另一种化合物，两种化合物对光的吸收明显不同，反应物经过光的照射又可恢复到原来的化合物，是一种可逆的化学反应。在光的作用下发生的不可逆反应也可导致颜色的变化，但这属于光化学反应不属于光致变色范畴。

2、电致变色材料

电致变色是指材料的光学性能在外加电场作用下产生稳定的可逆变化现象，在外观上表现为颜色及透明度的可逆变化。无极变色材料其光吸收变化是由于离子和电子的双注入/抽取引起的，性能稳定。有机变色材料其光吸收变化是氧化还原反应、异构化反应、晶型转变等引起，色彩丰富，易进行分工设计。

3、热致变色材料

物质在不同温度下发生颜色改变的现象称为热致变色，引起热致变色的原因有多种，如物质在不同温度下的晶型转变、结构转变等。

4、溶剂至变色材料

物质与特定的溶剂接触后发生颜色改变的现象称为溶剂至变色。许多物质在不同的溶剂作用下会产生不同的颜色，溶剂至变色材料科分为无机和有机两大类，无机类主要为过渡金属区的金属离子与水等溶剂的配位体，有机类由于种类庞杂，一般以杂多环化合物为主。

无机类过渡金属离子溶剂至变色的机理可以从电子轨道理论来解释，d电子在能量不同的d轨道之间跃迁使物质显色。

有机物质的溶剂致变色机理一般由Lakowicz理论来解释：当溶质和溶剂分子在吸附过程中独自运动时，溶质分子处在偶极矩为常熟的基态，它占有半径为纳米级的空间，被具有一定介电常数的溶剂分子所包围，溶剂分子以使体系具有最小能量的状态排列在溶质分子周围，当吸收光子后，溶质的电子分布发生变化，产生增色或间色效应，因而使得物质变色。