螺噁嗪类有机光致变色材料的研究进展
2020-07-13吉卓婷邓志峰李雷权马怡婷张凯莉张心宇
吉卓婷,邓志峰,李雷权,马怡婷,张凯莉,石 昕,王 祎,张心宇
(陕西理工大学 材料学院 高分子材料与工程系,陕西 汉中 723000)
光致变色材料是一类能够在一定波长的光照射下进行特定的化学反应或物理效应,发生结构改变,从而导致其吸收光谱或折射率的改变,其颜色发生明显变化,同时在另一波长的光照射或热的作用下,又能恢复其原来颜色的功能材料[1]。
从1949年Hirshberg[2]提出了第一个科学的光致变色定义,并用 photochromism代替原来的phototropic起,有机光致变色材料发展的里程碑悄然竖起,其独特的变色特性吸引着无数的科学家一直为之探索,并被广泛应用于光学信息存储、防伪、装饰和防护、荧光开关等不同领域[3]。
螺噁嗪类光致变色材料是20世纪70年代以来,快速发展的一类重要的有机光致变色化合物[7]。最早于1961年由Fox[3]首先报道,它是在螺吡喃基础上,由2个芳杂环(其中1个含有N和O的六元噁嗪环)通过1个sp3杂化的螺碳原子连接而成(图1介绍了一类螺噁嗪的变色机理)。与传统有机光致变色材料相比,螺噁嗪具有化学性质稳定、光响应快、抗疲劳性好等优点,是一类极具开发潜力的光致变色材料[3]。

图1 螺噁嗪变色机理
1 螺噁嗪类有机光致变色材料的研究进展

图2 螺噁嗪SP3的变色机理
2002年,四川大学高伟[4]等通过在6′位上引入哌啶基团合成了1,3,3-三甲基-6'-(1-哌啶基)-螺[2H-吲哚-2,3'-[3H]吡啶[3,2-f][1,4]苯并噁嗪](简称SP3)变色材料(图2)。该SP3化合物闭环和开环形式的最大吸收波长λmax分别为321和374、620 nm,其甲苯溶液照射前为无色,照射后为紫红色,且能在高达60℃时表现出良好的光致变色特性。……
