視界|拯救工科男衣櫃A計劃——秘密武器「變色龍」

與囤積了大量衣服卻仍不滿足的女性不同，工科宅男們衣櫃中的衣服數量一般只維持在不至於裸奔的水平。這當然也給工科宅男帶來一些麻煩：只有那麼兩三件衣服換來換去，隔了幾天見面的朋友興許會誤以為他這一身衣服一直都沒換洗過。

若是一件衣服穿在身上，能時不時產生顏色變化，讓別人看起來像是穿著不同的衣服，豈不是就省去了買更多衣服的必要？

還別說，現在市面上還真有這樣的衣服。它們一般被稱為變色衫、「魔法衫」或者「陽光彩恤」。以國內天津孚信科技有限公司推出的「陽光彩恤」為例，穿著這類T恤從室內走向室外，經過陽光照射，T恤上的圖案顏色就會發生變化，而要是立馬返回室內，顏色就會恢復原樣。生產這類「陽光彩恤」，就要用到光致變色材料。

所謂光致變色材料，顧名思義，即在光源的激發作用之下能發生顏色變化的材料，可謂材料中的變色龍。其因為在一定強度和波長的光的作用之下分子結構產生改變，導致其對光的吸收峰值改變，因而產生顏色變化。區別於不可逆的光化學作用，光致變色材料的這種光致變色效應是可逆的。

五花八門的變色機理

早在19世紀60年代，Fritsche就已經發現了光致變色現象，可是隨後將近一個世紀中，並沒有引起廣泛重視。直到1956年，Hirshberg提出光致變色概念，並提出其可能應用於光記錄儲存後，光致變色材料的研究才蓬勃發展起來。如今，種類繁多的光致變色材料已被開發出來。

總體來講，光致變色材料主要分為有機光致變色材料和無機光致變色材料兩個大類。無機光致變色化合物主要有過渡金屬化合物、金屬鹵化物和稀土配合物等。以鹵化銀玻璃材料為例，鹵化銀在光輻照下，發生光分解產生小尺寸膠體銀和鹵元素，阻擋光線通過，從而達到變色效果。

至於有機光致變色材料，更是多得令人眼花繚亂，它們的變色機理也是五花八門。

如螺吡喃類，其變色機理是光照引起的碳氧鍵異裂；二芳基乙烯類和俘精酸酐類，其變色機理是周環化反應；偶氮苯類的變色機理則是由於含有氮氮雙鍵，在光作用下會發生順反異構反應；此外，還有氧化還原反應和電子轉移互變異構等其他變色機理。

高科技領域的奇妙應用

光致變色汽車膜

和石墨烯、碳纖維這類材料界風頭正勁的大哥相比，龐大的光致變色材料家族在材料界只能算一群不那麼引大眾注目的小弟。但並不表示，光致變色材料在高科技應用領域就乏善可陳。

由於吸收特定波長的光而引起分子結構的改變，光致變色材料的物理特性，如折射率、反射率等，會發生變化。如果對這些物理特性的變化做數字記錄，就可以實現光信息存儲。

利用光致變色材料來製作的光信息存儲器，會具有可擦寫、體積小、價格低等優勢。對於有機光致變色材料，其還可以利用光致變色發色團與其他官能團相連，在多彩色顯示器、光碟機動的納米級傳動裝置等領域也有潛在價值。

此外，利用光致變色材料對強光敏感的特性，還可以用作強光輻劑量劑，能快速精確測量出電離輻射的劑量，這在國防上用處很大。

民用領域的巨大市場

光致變色材料更為廣闊的應用天地應屬民用行業。將光致變色材料進行處理，應用到塗料、塑料中，或者染在纖維，就可以製作成各種可變色的塑料日用品、服裝和裝飾品。

在光致變色材料的民用領域，美國、日本等國走在前列。美國康寧公司的材料學家首先發現了鹵化銀變色玻璃，在上世紀70年代就開發出變色眼鏡並推向市場。這也是光致材料變色材料的第一次商業應用。

日本在民用領域發展也很早，而且成果不斷。2015年，日本的科學家甚至從高粱種子中提取了一種天然的光致變色材料，以後有望用在食品和化妝品中。在國內，孚信科技有限公司據稱是中國第一家專業的光變材料生產商，已研發出數百種光致變色材料，成功應用於多個民用領域。

光致變色材料的所有民用領域市場都特別巨大，其原料成本低，且大多無味無毒，能和傳統的印染、紡織、服裝、塑料、塗料等行業緊密結合，使這些傳統行業更新換代，更上一個台階！

好的材料需要有好的應用，共響君希望這麼有趣又實用的材料能出現在更多的應用場景中。

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