«Фотохромизм»

(от Фото... и греч. chroma – цвет, краска)

способность вещества обратимо (т. е. с последующим возвращением в исходное состояние) переходить под действием оптического излучения (См. Оптическое излучение) из одного состояния в какое-либо такое другое состояние, в котором у вещества появляется или резко меняется спектр поглощения видимого излучения. Многие вещества совершают указанные переходы под действием, например, рентгеновского или СВЧ-излучения. Тем не менее фотохромными в строгом смысле они являются, только если такие переходы они испытывают и под действием оптического излучения (ультрафиолетового, видимого или инфракрасного).

В общем виде фотохромный процесс заключается в следующем. В исходном состоянии А вещество, поглощая оптическое излучение определенного спектрального состава, переходит в т. н. фотоиндуцированное состояние В, для которого характерны иной спектр поглощения света и некоторое (определённое для данного состояния) время жизни. Обратный переход В (А совершается самопроизвольно за счёт тепловой энергии и может чрезвычайно сильно ускоряться при нагревании вещества или под действием света, поглощаемого в состоянии В.

Ф. присущ очень большому числу веществ органического или неорганического происхождения. В основе Ф. органических веществ лежит ряд фотофизических процессов и многочисленные фотохимические реакции (см. Фотохимия; там же о таких типичных фотофизических процессах, приводящих к Ф., как поглощение света молекулами в триплетном состоянии, в которое они перешли из синглетного, в свою очередь, под действием излучения). Если основой Ф. служат фотохимические реакции, то они сопровождаются либо перестройкой валентных связей (например, при диссоциации (См. Диссоциация), димеризации, перегруппировке атомов в молекуле, окислительно-восстановительных реакциях, а также при таутомерных превращениях, см. Таутомерия), либо изменением конфигурации атомов в молекулах (т. н. цис-транс-изомерия, см. Изомерия). Ф. неорганических веществ обусловлен обратимыми процессами фотопереноса электронов, приводящим к возникновению центров окраски (См. Центры окраски)различного типа, изменению валентности (См. Валентность) ионов металлов, а также обратимыми реакциями фотодиссоциации соединений и др.

На основе органических и неорганических фотохромных веществ разработаны Фотохромные материалы. Применение этих материалов в науке и технике основано на их светочувствительности, обратимости происходящих в них фотофизических и фотохимических процессов, на появлении или изменении окраски (спектров поглощения) непосредственно под действием света, на различии термических, химических и физических свойств исходного и фотоиндуцированного состояний фотохромных веществ.

Лит.: Теренин А. Н., Фотоника молекул красителей и родственных органических соединений, Л., 1967; Барачевский В. А., Фотохромизм, «Журнал Всесоюзного Химического общества им. Д. И. Менделеева», 1974, т. 19, № 4, с. 423–33: Барачевский В. А., Дашков Г. И., Цехомский В. А., Фотохромизм и его применение, М., 1977; Photochromism, N. Y., [1971].

В. А. Барачевский.

м.

Способность веществ обратимо приобретать или изменять окраску под воздействием оптического излучения.

ФОТОХРОМИЗМ (от фото... и греч. chroma - цвет - краска), способность вещества обратимо приобретать или изменять окраску (спектры пропускания и поглощения) под действием оптического (ультрафиолетового, видимого и инфракрасного) излучения.

ФОТОХРОМИЗМ (от фото... и греческого chroma - цвет, краска), способность вещества обратимо менять окраску (спектр поглощения) под действием оптического излучения. Вещества, обладающие фотохромизмом (полимерные пленки на основе некоторых органических соединений, силикатные стекла, содержащие микрокристаллы галогенидов серебра, легированные кристаллы щелочноземельных металлов и другие), используются для регистрации и записи изображений, в ЭВМ для регистрации сигналов, а также в защитных очках - светофильтрах. Фотохромные вещества характеризуются высокой разрешающей способностью, быстродействием, возможностью многократного использования.

photochromism

ФОТОХРОМИЗМ

(от греч. phos, род. падеж photos — свет и chroma —цвет), способность в-ва обратимо менять под действием оптического излучения спектр поглощения видимого излучения (т. е. цвет). Мн. в-ва меняют цвет под действием, напр., рентгеновского или СВЧ излучения. Однако фотохромными в строгом смысле являются только те в-ва, к-рые испытывают такие переходы и под действием оптич. излучения (УФ, видимого или ИК).

При фотохромном процессе в-во, поглощая оптич. излучение, переходит из исходного состояния А в т. н. фотоипдуцированное состояние В, характеризуемое иным спектром поглощения света и определ. временем жизни. Обратный переход В®А совершается самопроизвольно за счёт внутр. энергии и может значительно ускоряться при нагревании в-ва или под действием света, поглощаемого в состоянии В.

Ф. присущ очень большому числу органич. и неорганич. в-в. В основе Ф. органич. в-в лежит ряд фотофиз. процессов (напр., поглощение света молекулами, находящимися в триплетном состоянии) и многочисл. фотохим. реакции, к-рые сопровождаются либо перестройкой валентных связей (напр., при фотодиссоциации, окислительно-восстановительных фотохим. реакциях), либо изменением конфигурации молекул (т. н. цис-трансизомерия, (см. ИЗОМЕРИЯ МОЛЕКУЛ). Ф. неорганич. в-в обусловлен обратимыми процессами фотопереноса электронов, приводящими к изменению валентности ионов металлов, возникновению центров окраски разл. типа, а также обратимыми реакциями фотодиссоциации соединений и др.

На основе органич. и неорганич. фотохромных в-в разработаны фотохромные материалы, применяемые в науке и технике.

индуцированное светом обратимое превращение в-ва А (фотохрома) в продукт В, отличающийся спектром поглощения (окраской) и внутр. энергией. Если В -электронно-возбужденное состояние А, говорят о физическом Ф., если же В - форма, изомерная А в основном электронном состоянии, то это - химический Ф. Большой запас внутр. энергии у в-ва В является движущей силой обратного перехода или

Фотохррмные системы характеризуют спектрами поглощения А и В (или А ^*), квантовым выходом перехода т. наз. светочувствительностью f, временем темновой релаксации (самопроизвольного перехода в отсутствие освещения), квантовым выходом фоторазложения из-за участия А, А ^*, В в необратимых хим. р-циях.

Физический фотохромизм. Окрашивание в-ва или его обесцвечивание обусловлено квантовыми переходами между возбужденными состояниями молекул. Среда (матрица) влияет на время темновой релаксации вследствие тушения возбужденных состояний: в жидких средах сильно уменьшается из-за высокой скорости диффузии, в твердых телах значение определяется внутримол. процессами перераспределения энергии между разл. видами возбуждения. Для первого синг-летного возбужденного состояния S₁ время составляет 10^-6 -10^-10 с, для триплетного возбужденного состояния Tвремя принимает значения от 10^-5 до 10 с. Для наблюдения фотохромного эффекта на уровне S₁ требуется интенсивность облучения 10² - 10⁵ Э/(м ²