該團隊還發(fā)現了一種新的機理，使顏色變化過(guò)程易于逆轉，使材料變得有持久功能性更加環(huán)保。該材料可以應用到環(huán)境傳感器和最先進(jìn)的顯示器中的光放大等領(lǐng)域。

△通過(guò)一種新的機理，由環(huán)保型粘土礦物和染料組成的可改變顏色和濕度的透明混合薄膜

       將染料與多種天然礦物晶體（如粘土）和沸石（多孔巖石）相結合已經(jīng)得到了廣泛的應用，并且將其用于制造可與光或“鉻”材料相互作用的雜化材料具有很光明的前景。

       由島根大學(xué)物理與材料科學(xué)系Takuya Fujimura教授和東京都立大學(xué)應用化學(xué)系Shinsuke Takagi教授領(lǐng)導的研究小組創(chuàng )造了一種由環(huán)保型粘土礦物和染料制成的透明薄膜－鎂卟啉，鎂卟啉通過(guò)對濕度作出響應而改變顏色（Langmuir，“使用由陽(yáng)離子鎂卟啉和粘土礦物組成的透明混合膜可應用于光學(xué)濕度傳感器”）。

       這種薄膜的特別之處在于其實(shí)現變化的機理令人驚奇。粘土具有分層結構，其間具有納米尺度的薄空間。微小的納米尺寸的空腔可以承載光敏分子，光敏分子在納米尺寸空腔里的行為與在溶液中游離時(shí)的不同，利用該行為可將這些材料用于發(fā)光設備，集光（如太陽(yáng)能電池）和新型傳感器。

       為了確保能得到有效的響應，該團隊在染料進(jìn)入這些縫隙而沒(méi)有形成聚集體的情況下取得了技術(shù)突破。該材料在對濕度作出響應時(shí)，粘土層會(huì )改變它們的間距，進(jìn)而限制染料變化。

       更具體地說(shuō)，染料分子周?chē)碾娮?，特別是涉及它與光相互作用的那些電子，被制成與粘土中的某些化學(xué)基團對齊，從而顯著(zhù)改變材料的顏色。但請注意，在這個(gè)過(guò)程中沒(méi)有化學(xué)鍵被破壞或創(chuàng )造。這使得薄膜與顏色的重復切換更加兼容，材料退化的更少。

       這使得薄膜的使用周期更加持久。由于粘土和染料都是天然來(lái)源的材料， 這意味著(zhù)更低的生產(chǎn)成本，更高的安全性以及與環(huán)境的兼容性。該團隊希望將該薄膜和新機理應用于發(fā)光設備中的傳感器和放大器中。

轉自微信公眾號：材料科技在線(xiàn)