HABI

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這是一類被稱為光致變色材料的新成果,一種源自名為hexaarylbiimidazole(HABI)的六芳基雙咪唑類化合物的材料,它能夠在光學數據儲存以及超酷太陽眼鏡加工上發揮重要作用。 Abe和同事便開始研究光致變色材料——特別是一種源自名為hexaarylbiimidazole(HABI)的化合物的材料——的光敏特性。 Gust表示,由Abe和同事完成的這種新版本的HABI展現了“非凡的穩定性和迅速的轉化能力”。

(圖)HABIHABI(hexaarylbiimidazole)類光敏化合物

2009年,研究人員開發出了一種新材料,當其暴露在紫外線 (UV)下時,能夠幾乎在瞬間從透明變為深藍色,而一旦避開紫外線,這種材料的顏色又能夠迅速復原為透明。這是一類被稱為光致變色材料的新成果,一種源自名為hexaarylbiimidazole(HABI)的六芳基雙咪唑類化合物的材料,它能夠在光學數據儲存以及超酷太陽眼鏡加工上發揮重要作用。

歷史研究

(圖)一種快速反應的化合物能夠使鏡片從透明迅速轉為有色一種快速反應的化合物能夠使鏡片從透明迅速轉為有色

1996年,日本青山學院大學的化學工程師Jiro Abe和同事便開始研究光致變色材料——特別是一種源自名為hexaarylbiimidazole(HABI)的化合物的材料——的光敏特性。在最初的原始階段,HABI是無色的,但是當紫外線打破分子間的一個化學鍵後,HABI便會顯現出深藍色。然而一個重要的問題是,這種色彩轉化的時間需要幾十秒鐘甚至更長。

當Abe的研究小組通過模擬和實驗室試驗開始分析HABI的化學結構時,他們發現,在向這種化合物中加入萘後,這種顏色的轉化能夠在瞬間被加速至180毫秒。用一種名為環芳的化合物取代萘,能夠更進一步加快從透明向藍色的轉化——減至大約30毫秒。Abe和同事在一期出版的《美國化學會學報》上報告說,當紫外線光源被遮蔽後,環芳版本的HABI能夠以同樣快的速度恢復到最初的無色狀態。並且這種化合物是非常穩定的——這種反應能夠被重複數千次。

光化學反應

六芳基雙咪唑類化合物(HABI)具有特殊的化學結構,在紫外光的作用下可以光解成三芳基自由基。人們曾利用HABI的這種性質製造防曬膜、彩色照相材料和光引發劑。HABI的最大吸收峰位255—275nm,對長波紫外光和可見光不敏感或感光度很低。

套用範圍

如果加入樹脂玻璃或其他透鏡原料,改良版本的HABI能夠使太陽眼鏡在陽光下瞬間變暗,並且在佩戴者進入室內後以同樣快的速度變得透明。HABI的特性同時使其成為新一代光學數據儲存設備的最佳選擇——它的顏色開/關能力將能夠取代現在電子數據儲存設備的磁性開/關轉換。

為了延長HABI的感光範圍,擴大其套用領域,20世紀70年代以後,杜邦公司開發了許多雙咪唑類光引發體系,並研究了它們之間的光化學反應及其控制方法,使之發展成為一類獨具特色的光敏引發體系。這些HABI光聚合體系的余色小,保存穩定性好,在全息記錄中套用十分廣泛。

套用意義

美國滕比市亞利桑那州立大學的化學家Devens Gust表示,由Abe和同事完成的這種新版本的HABI展現了“非凡的穩定性和迅速的轉化能力”。Gust指出,這些特性正是其他光致變色材料所不具備的,因此這種化合物的研製成功向著將其套用於數據的處理與儲存“邁出了重要的一步”。

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