2024年6月15日发(作者：海峻熙)
光致变色材料的概念和分类
天津孚信科技的光变材料产品都均获得国家检测报告，具有无毒、无味、色牢度强、耐磨性强等特点。
同时具有变色灵敏、色彩艳丽、颜色品种多、操作简单等优势。下面就具体介绍下有关光致变色材料的内
容。
光致变色材料的概念
光致变色指的是某些化合物在一定的波长和强度的光作用下分子结构会发生变化，从而导致其对光的
吸收峰值即颜色的相应改变，且这种改变一般是可逆的。人类发现光致变色现象已有一百多年的历史。第
一个成功的商业应用始于20世纪60年代，美国的Corning工作室的两位材料学家Amistead和Stooky首
先发现了含卤化银(AgX)玻璃的可逆光致变色性能[4]，随后人们对其机理和应用作了大量研究并开发出变
色眼镜。但由于其较高的成本及复杂的加工技术，不适于制作大面积光色玻璃，限制了其在建筑领域的商
业应用。此后AgX光致变色的应用重心转向了价格便宜且质量较轻的聚合物基材料，而各种新型光致变色
材料的性能及其应用也开始了系统研究。
光致变色材料的原理
不同类型的光致变色材料具有不同的变色机理，尤其是无机光致变色材料的变色机理与有机材料有明
显的区别。
光致变色材料典型无机体系的光致变色效应伴随着可逆的氧化-还原反应，如WO3为半导体材料，其
变色机理可用1975年由Faughnan提出的双电荷注入/抽出模型解释，即在紫外光照射下，价带中电子被
激发到导带中，产生电子空穴对，随后光生电子被W(VI)捕获，生成W(V)，同时光生空穴氧化薄膜内部或
表面的还原物种，生成质子H+，注入薄膜内部，与被还原的氧化物结合生成蓝色的钨青铜HxWO3，该蓝
色是由于W(V)价带中电子向W(VI)导带跃迁的结果。另一种变色机理是Schirmer等在1980年所提出的小
极化子模型，他们认为，光谱吸收是由于不等价的2个钨原子之间的极化子跃迁所产生，即注入电子被局
域在W(V)位置上，并对周围的晶格产生极化作用，形成小极化子。
入射光子被这些极化子吸收，从一种状态变到另一种状态，可简略表示如下：
WA(V)-O-WB(VI)
→
WA(VI)-O-WB(V)由于上述变化不会引起材料晶体结构的破坏，因此典型无机材料的光
致变色效应具有良好的可逆性和耐疲劳性能。有机体系的光致变色也往往伴随着许多与光化学反应有关的
过程同时发生，从而导致分子结构的某种改变，其反应方式主要包括:价键异构、顺反异构、键断裂、聚合
作用、氧化-还原、周环反应等。以偶氮化合物为例，其光致变色效应基于分子中偶氮基-N=N-的顺-反异构
反应，通常偶氮化合物顺-反异构体有不同的吸收峰，虽两者一般差值不大，但摩尔消光系数往往相差很大，
另外，偶氮化合物还有明显的光偏振效应，即光致变色效果与光的偏振态有关。生物光致变色材料如细菌
视紫红质等的感光效应也属于这一类反应机制。
由于无机半导体光致变色材料的光生电子空穴对有很强的氧化-还原性能，因此可以通过与有机染料复
合来增强其光致变色效应。当WO3与某种无色的还原态染料隐色体混合时，则在光照下染料隐色体的电
子可被激发并向前者的导带中注入电子，该光致氧化-还原反应的发生可在形成蓝色钨青铜HxWO3的同时，
生成摩尔消光系数很高的有色染料。这种有机-无机复合光致变色器件不仅可以大大提高体系的光敏度，扩
充光致变色材料的种类和颜色范围，而且有助于充分利用太阳光中极为丰富的可见光谱能量来激发光致变
色效应
光致变色材料的分类
1、有机光致变色化合物有机光致变色材料种类繁多，反应机理也不尽相同，主要包括:①键的异裂，
如螺毗喃、螺唔嗓等;②键的均裂，如六苯基双咪哇等;③电子转移互变异构，如水杨醛缩苯胺类化合物等;④
顺反异构，如周蔡靛兰类染料、偶氮化合物等;⑤氧化还原反应，如稠环芳香化合物、哗嗓类等;⑥周环化
反应，如俘精酸配类、二芳基乙烯类等。
(2)俘精酸醉类：俘精酸醉是芳取代的二亚甲基丁二酸配类化合物的统称，是最早被合成的有机光致变
色化合物之一。
(3)二芳基乙烯类：二芳基乙烯类具有非常好的热稳定性、化学稳定性以及优良的灵敏度和抗疲劳性，
其研究正受到国内外材料工作者越来越多的关注。
(4)偶氮苯类：偶氮苯类化合物光致变色性能良好，并其有超高存储密度和非破坏性信息读出等特点
感谢您关注我们天津孚信科技光致变色材料的产品,若您希望获得进一步的了解，欢迎咨询我们孚信科
技!
2024年6月15日发(作者：海峻熙)
光致变色材料的概念和分类
天津孚信科技的光变材料产品都均获得国家检测报告，具有无毒、无味、色牢度强、耐磨性强等特点。
同时具有变色灵敏、色彩艳丽、颜色品种多、操作简单等优势。下面就具体介绍下有关光致变色材料的内
容。
光致变色材料的概念
光致变色指的是某些化合物在一定的波长和强度的光作用下分子结构会发生变化，从而导致其对光的
吸收峰值即颜色的相应改变，且这种改变一般是可逆的。人类发现光致变色现象已有一百多年的历史。第
一个成功的商业应用始于20世纪60年代，美国的Corning工作室的两位材料学家Amistead和Stooky首
先发现了含卤化银(AgX)玻璃的可逆光致变色性能[4]，随后人们对其机理和应用作了大量研究并开发出变
色眼镜。但由于其较高的成本及复杂的加工技术，不适于制作大面积光色玻璃，限制了其在建筑领域的商
业应用。此后AgX光致变色的应用重心转向了价格便宜且质量较轻的聚合物基材料，而各种新型光致变色
材料的性能及其应用也开始了系统研究。
光致变色材料的原理
不同类型的光致变色材料具有不同的变色机理，尤其是无机光致变色材料的变色机理与有机材料有明
显的区别。
光致变色材料典型无机体系的光致变色效应伴随着可逆的氧化-还原反应，如WO3为半导体材料，其
变色机理可用1975年由Faughnan提出的双电荷注入/抽出模型解释，即在紫外光照射下，价带中电子被
激发到导带中，产生电子空穴对，随后光生电子被W(VI)捕获，生成W(V)，同时光生空穴氧化薄膜内部或
表面的还原物种，生成质子H+，注入薄膜内部，与被还原的氧化物结合生成蓝色的钨青铜HxWO3，该蓝
色是由于W(V)价带中电子向W(VI)导带跃迁的结果。另一种变色机理是Schirmer等在1980年所提出的小
极化子模型，他们认为，光谱吸收是由于不等价的2个钨原子之间的极化子跃迁所产生，即注入电子被局
域在W(V)位置上，并对周围的晶格产生极化作用，形成小极化子。
入射光子被这些极化子吸收，从一种状态变到另一种状态，可简略表示如下：
WA(V)-O-WB(VI)
→
WA(VI)-O-WB(V)由于上述变化不会引起材料晶体结构的破坏，因此典型无机材料的光
致变色效应具有良好的可逆性和耐疲劳性能。有机体系的光致变色也往往伴随着许多与光化学反应有关的
过程同时发生，从而导致分子结构的某种改变，其反应方式主要包括:价键异构、顺反异构、键断裂、聚合
作用、氧化-还原、周环反应等。以偶氮化合物为例，其光致变色效应基于分子中偶氮基-N=N-的顺-反异构
反应，通常偶氮化合物顺-反异构体有不同的吸收峰，虽两者一般差值不大，但摩尔消光系数往往相差很大，
另外，偶氮化合物还有明显的光偏振效应，即光致变色效果与光的偏振态有关。生物光致变色材料如细菌
视紫红质等的感光效应也属于这一类反应机制。
由于无机半导体光致变色材料的光生电子空穴对有很强的氧化-还原性能，因此可以通过与有机染料复
合来增强其光致变色效应。当WO3与某种无色的还原态染料隐色体混合时，则在光照下染料隐色体的电
子可被激发并向前者的导带中注入电子，该光致氧化-还原反应的发生可在形成蓝色钨青铜HxWO3的同时，
生成摩尔消光系数很高的有色染料。这种有机-无机复合光致变色器件不仅可以大大提高体系的光敏度，扩
充光致变色材料的种类和颜色范围，而且有助于充分利用太阳光中极为丰富的可见光谱能量来激发光致变
色效应
光致变色材料的分类
1、有机光致变色化合物有机光致变色材料种类繁多，反应机理也不尽相同，主要包括:①键的异裂，
如螺毗喃、螺唔嗓等;②键的均裂，如六苯基双咪哇等;③电子转移互变异构，如水杨醛缩苯胺类化合物等;④
顺反异构，如周蔡靛兰类染料、偶氮化合物等;⑤氧化还原反应，如稠环芳香化合物、哗嗓类等;⑥周环化
反应，如俘精酸配类、二芳基乙烯类等。
(2)俘精酸醉类：俘精酸醉是芳取代的二亚甲基丁二酸配类化合物的统称，是最早被合成的有机光致变
色化合物之一。
(3)二芳基乙烯类：二芳基乙烯类具有非常好的热稳定性、化学稳定性以及优良的灵敏度和抗疲劳性，
其研究正受到国内外材料工作者越来越多的关注。
(4)偶氮苯类：偶氮苯类化合物光致变色性能良好，并其有超高存储密度和非破坏性信息读出等特点
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