什么是紅外活性有機顏料？

作者：小曉日期： 2021-09-22 文字大小：大中小

什么是紅外活性有機顏料？

近日，北德克薩斯大學化學家合成了一種與尋常有機顏料完全不同的紅外活性有機顏料，這種有機顏料在光合作用和有機光伏發電中，可以將顏料分子轉化為電荷，通過電荷“開啟”成為一種強效有機染料，可以吸收附近的紅外線的光。該團隊的研究發表在AngewandteChemie雜志上，并提出了這種顏料在電物理材料研究、光伏和傳感器技術系統中的潛在應用。

紅外活性有機顏料是一種具有強烈色彩的帶電顏料主要是基于它的分子中帶有金屬,一個著名的例子就是鐵基柏林藍或普魯士藍顏料，這是一種濃郁的深藍色，就其化學性質而言，此類染料和顏料的結構是對稱分子，一側的電荷高于另一側，兩側交換電子，分子吸收與這種能量交換波長相同的光，類似具有這樣強烈色彩的純有機顏料非常罕見。盡管如此，來自北德克薩斯大學的FrancisD'Souza團隊及其同事現在已經開發出一種規模化有機顏料分子系統。為了滿足與金屬相比，有機材料具有易于改性的這一優點，該團隊選擇以染料分子的規模化構建為目標，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，研究人員將一個由兩部分組成的“推拉”或“供體-受體”分子系統連接到該核心的兩側，這些系統可以在特定的條件下穩定電荷，在不帶電狀態下，顏料只是一種藍色染料分子，但是當施加電子電荷時，便可以展示它的全部功能。該團隊觀察到一個新的、強烈的吸收帶，但不在可見光范圍內，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光和熱輻射之間的過渡區域。

只有當兩個供體受體單元彼此共振時，吸收才成為可能：“兩個化學等效實體之間額外的自由電子洗牌揭示了近紅外區域的新電荷轉移峰，”作者說該分子已成為混合價化合物，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顏料可能是基礎研究的極好模型物質，它們可用于幫助更好地理解電子轉移，例如在光合作用中發現的。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記物。

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