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什么是紅外活性有機(jī)顏料？

作者：小曉日期： 2021-09-22 點(diǎn)擊量：文字大小：大中小

什么是紅外活性有機(jī)顏料？

近日，北德克薩斯大學(xué)化學(xué)家合成了一種與尋常有機(jī)顏料完全不同的紅外活性有機(jī)顏料，這種有機(jī)顏料在光合作用和有機(jī)光伏發(fā)電中，可以將顏料分子轉(zhuǎn)化為電荷，通過(guò)電荷“開(kāi)啟”成為一種強(qiáng)效有機(jī)染料，可以吸收附近的紅外線的光。該團(tuán)隊(duì)的研究發(fā)表在AngewandteChemie雜志上，并提出了這種顏料在電物理材料研究、光伏和傳感器技術(shù)系統(tǒng)中的潛在應(yīng)用。

紅外活性有機(jī)顏料是一種具有強(qiáng)烈色彩的帶電顏料主要是基于它的分子中帶有金屬,一個(gè)著名的例子就是鐵基柏林藍(lán)或普魯士藍(lán)顏料，這是一種濃郁的深藍(lán)色，就其化學(xué)性質(zhì)而言，此類染料和顏料的結(jié)構(gòu)是對(duì)稱分子，一側(cè)的電荷高于另一側(cè)，兩側(cè)交換電子，分子吸收與這種能量交換波長(zhǎng)相同的光，類似具有這樣強(qiáng)烈色彩的純有機(jī)顏料非常罕見(jiàn)。盡管如此，來(lái)自北德克薩斯大學(xué)的FrancisD'Souza團(tuán)隊(duì)及其同事現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種規(guī)模化有機(jī)顏料分子系統(tǒng)。為了滿足與金屬相比，有機(jī)材料具有易于改性的這一優(yōu)點(diǎn)，該團(tuán)隊(duì)選擇以染料分子的規(guī)模化構(gòu)建為目標(biāo)，以提供可定制的分子，這些分子可以具有多種不同的特性。

新分子的核心由紅色熒光染料分子制成，然后，研究人員將一個(gè)由兩部分組成的“推拉”或“供體-受體”分子系統(tǒng)連接到該核心的兩側(cè)，這些系統(tǒng)可以在特定的條件下穩(wěn)定電荷，在不帶電狀態(tài)下，顏料只是一種藍(lán)色染料分子，但是當(dāng)施加電子電荷時(shí)，便可以展示它的全部功能。該團(tuán)隊(duì)觀察到一個(gè)新的、強(qiáng)烈的吸收帶，但不在可見(jiàn)光范圍內(nèi)，新染料可以吸收附近范圍的紅外線光，即在電磁光譜上可見(jiàn)光和熱輻射之間的過(guò)渡區(qū)域。

只有當(dāng)兩個(gè)供體受體單元彼此共振時(shí)，吸收才成為可能：“兩個(gè)化學(xué)等效實(shí)體之間額外的自由電子洗牌揭示了近紅外區(qū)域的新電荷轉(zhuǎn)移峰，”作者說(shuō)該分子已成為混合價(jià)化合物，具有與金屬基染料化合物相似的特性。這些可電子切換的有機(jī)顏料可能是基礎(chǔ)研究的極好模型物質(zhì)，它們可用于幫助更好地理解電子轉(zhuǎn)移，例如在光合作用中發(fā)現(xiàn)的。除了作為研究輔助工具的潛力外，它們還可以用作光子器件中的高效電子傳輸材料，也適合作為分析電子躍遷的標(biāo)記物。

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