Загадки фотохромизма | Статья в журнале «Юный ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 26 октября, печатный экземпляр отправим 30 октября.

Опубликовать статью в журнале

Отличные иллюстрации Высокая практическая значимость

Рубрика: Естествознание

Опубликовано в Юный учёный №7 (27) июль 2019 г.

Дата публикации: 09.06.2019

Статья просмотрена: 14 раз

Библиографическое описание:

Демин К. А., Давыденко Р. К., Кузьмина Е. С., Савина Т. В. Загадки фотохромизма // Юный ученый. — 2019. — №7. — С. 40-44. — URL https://moluch.ru/young/archive/27/1578/ (дата обращения: 17.10.2019).



 

Введение.

Фотохромизм представляет собой явление, при котором происходит изменение цвета вещества, под действием ультрафиолетового излучения, с последующим возвращением к исходному цвету.

Термин «фотохромизм» был введен в науку во второй половине 20ого века, а точнее в 1950 году, несмотря на то, что само явление было известно людям еще во времена Александра Македонского. В те далекие времена военные начальники наносили на повязки солдат вещества, способные изменять свой цвет в зависимости от яркости солнечного света, как сигнальные средства для начала атаки. Хоть понятие фотохромизма было принято лишь в 20 в, научное обоснование этого явления было сделано еще в конце 19 века, но тогда, указанное явление было названо и называлось фотоанизотропным эффектом.

В науке принято различать физический и химический фотохромизм.

Физический фотохромизм обусловлен изменением в заселенности атомарных уровней, то есть, под действием света, происходит переход атомов из стационарного состояния в возбужденное.

Химический фотохромизм происходит за счет межмолекулярных и внутримолекулярных фотохимических реакций.

Фотохромизм в природе.

В неживой природе фотохромизм наблюдается в основном у минералов, таких как гакманит, хагманит и тугтупит.

Рис. 1. Хакманит

 

Гакманит способен изменять свой цвет от розового до белого, хакманит, (рис.1) способен изменяться от фиолетового до бледно-желтого, или же минерал тугтупит (рис.2), способен к изменению в палитре от нежно-розового до ярко-розового.

Рис. 2. Тугтупит

 

Некоторые животные также обладают способностью изменять свой цвет. Эта функция служит для обеспечения их безопасности. К таким животным в первую очередь относиться хамелеон (рис.3). Ученые объясняют его способность к изменению цвета тем, что животное способно перестраивать нанокристаллическую решетку, которая после перестройки начинает отражать и поглощать другие виды излучения, чем и обуславливает изменение окраса.

Рис. 3. Хамелеон

 

Также, способностью менять цвет обладают каракатицы, кальмары, осьминоги, капуасская грязевая змея (рис.4). Про последнюю нужно отметить, что ее способность менять окрас от темно-коричневого до белого, обусловлена необходимостью запасать тепло. Днем эти змеи имеют темный окрас, так как темные цвета быстрее и сильнее нагреваются, а к вечеру они становятся белыми, для того чтобы это тепло медленнее отдавать.

Рис. 4. Капуасская грязевая змея

 

Применение фотохромизма.

Человек всегда стремился разгадать загадки природы и по возможности найти им практическое применение в своей жизни, с целью ее улучшения. Так и произошло с явлением фотохромизма.

В середине 20 ого века, ученые предложили использовать фотохром в качестве оптической памяти для вычислительных машин. Сейчас фотохром может быть применен в качестве оперативной памяти, как материал для изготовления дисплеев и т. д.

Но более известное и распространенное применение фотохрома — это очки-хамелеоны (рис.5), которые имеют способность затемняться при попадании на них ультрафиолетового излучения.

Рис. 5. Очки с фотохромными стеклами

 

Технология создания таких стекол для очков стала известна в 70-е годы 20ого века в США. Фотохромные линзы делают из стекла; поликарбоната и других пластмасс. Потом их покрывают фотохромными молекулами. Затем нагревают чтобы фотохром впитался. Это происходит очень просто: под воздействием тепла линзы нагреваются и образуются микропоры, через которые фотохром и попадает внутрь линзы. Следующий этап — это закаливание этих линз. Материал, в который погружают линзы, используют для шлемов космонавтов. Потом их полируют, придавая им форму очков.

Помимо использования фотохрома в очках, также его можно использовать при изготовлении «умных» окон.

Такие окна, как и очки-хамелеоны, способны затемняться, при интенсивном воздействии на них ультрафиолета. Они могли бы быть отличными помощниками водителям, если бы их устанавливали в автомобилях, как ветровые стекла. Также, такие окна вполне бы могли быть установлены в школах и больницах, для достижения оптимального баланса освещенности помещения.

Заключение.

Как говорил, замечательный писатель –фантаст Артур Кларк «любая развитая технология неотличима от магии». В этом высказывании заложена вся суть инженерной мысли современного мира. С каждым годом, новые технологии, которые когда-то были лишь плодом воображения писателей, и пугали в древние времена людей, все больше входят в нашу жизнь, становятся ее полноправной частью, как например мобильная связь, сенсорные экраны, поезда на магнитной подвеске и т. д.

 

Литература:

 

  1.     Перышкин А. В. Физика 8 класс
  2.     https://www.opencrystal.ru/
  3.     http://thewildlife.ru/presmykayushchiesya-i-zemnovodnye/khameleon-obyknovennyy/
  4.     http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4904.html
  5.     https://bigenc.ru/physics/text/4735022
  6.     https://www.privateglass.ru/tech/fotokhromnoe-steklo/
Основные термины (генерируются автоматически): цвет, фотохромизм, способность, химический фотохромизм, ультрафиолетовое излучение, грязевая змея.


Похожие статьи

Электромагнитное излучение и химические реакции

Целью данной работы является изучение влияния электромагнитного излучения (ЭМИ) мм- диапазона на изотропные водные растворы салициловой кислоты и ее комплексов с железоаммонийными квасцами. Приводятся результаты данного взаимодействия.

Влияние радиации на поведение насекомых | Статья в журнале...

Пчелы воспринимают невидимые людям ультрафиолетовые оттенки. У скатов обнаружены органы, чрезвычайно чувствительные к электрическому току.

Разработка представляет собой на первый взгляд обычную тарелку белого цвета.

Применение спектроскопии отражения для недеструктивного...

Спектры отражения листьев претерпевают изменения при стрессах, старении, недостаточности минерального питания, действии загрязнителей среды, адаптации к световому излучению. Существенным преимуществом неповреждающих оптических методов является то, что...

Энергосберегающие оконные системы: состояние, тенденции...

Проведен анализ энергосберегающих оконных систем, в том числе с низкоэмиссионным покрытием, самоклеящимися низкоэмиссионными пленками, а также Smart-окон. Показано состояние термомодернизации в аспекте замены окон в Германии, США и Украине.

Drosophila Melanogaster как возможный маркер состояния...

В статье рассматривается возможность применения Drosophila Melanogaster в качестве маркера состояния биогеоценоза. Продемонстрированы положительное и отрицательное влияние различных видов излучений на живые организмы. Выявлены морфологические изменения...

Методы диагностики и лечения гиперпигментации кожи на...

К экзогенным относят: ультрафиолетовое (УФ) излучение, нарушение целостности покрова (механическая, химическая, термическая травмы), косметологические процедуры. Гиперпигментацию могут вызвать практически все виды химического пилинга и дермабразия...

Фотокаталитические свойства наноразмерного оксида цинка...

Наночастицы оксида цинка были добавлены непосредственно перед воздействием УФ-излучения в расчете 1,3 г/л. Фотодеградация красителя проходила в закрытом пластиковом реакторе при перемешивании полученной водной дисперсии.

Защитные антимутагенные свойства БАВ из природных...

Исходя из этого, мы видим, что настой цикория обыкновенного и в случае моновоздействия и в случае встречи с мутагеном проявляет выраженные защитные свойства, которые, вероятно, можно объяснить способностью флавоноидов цикория погашать свободные радикалы.

Похожие статьи

Электромагнитное излучение и химические реакции

Целью данной работы является изучение влияния электромагнитного излучения (ЭМИ) мм- диапазона на изотропные водные растворы салициловой кислоты и ее комплексов с железоаммонийными квасцами. Приводятся результаты данного взаимодействия.

Влияние радиации на поведение насекомых | Статья в журнале...

Пчелы воспринимают невидимые людям ультрафиолетовые оттенки. У скатов обнаружены органы, чрезвычайно чувствительные к электрическому току.

Разработка представляет собой на первый взгляд обычную тарелку белого цвета.

Применение спектроскопии отражения для недеструктивного...

Спектры отражения листьев претерпевают изменения при стрессах, старении, недостаточности минерального питания, действии загрязнителей среды, адаптации к световому излучению. Существенным преимуществом неповреждающих оптических методов является то, что...

Энергосберегающие оконные системы: состояние, тенденции...

Проведен анализ энергосберегающих оконных систем, в том числе с низкоэмиссионным покрытием, самоклеящимися низкоэмиссионными пленками, а также Smart-окон. Показано состояние термомодернизации в аспекте замены окон в Германии, США и Украине.

Drosophila Melanogaster как возможный маркер состояния...

В статье рассматривается возможность применения Drosophila Melanogaster в качестве маркера состояния биогеоценоза. Продемонстрированы положительное и отрицательное влияние различных видов излучений на живые организмы. Выявлены морфологические изменения...

Методы диагностики и лечения гиперпигментации кожи на...

К экзогенным относят: ультрафиолетовое (УФ) излучение, нарушение целостности покрова (механическая, химическая, термическая травмы), косметологические процедуры. Гиперпигментацию могут вызвать практически все виды химического пилинга и дермабразия...

Фотокаталитические свойства наноразмерного оксида цинка...

Наночастицы оксида цинка были добавлены непосредственно перед воздействием УФ-излучения в расчете 1,3 г/л. Фотодеградация красителя проходила в закрытом пластиковом реакторе при перемешивании полученной водной дисперсии.

Защитные антимутагенные свойства БАВ из природных...

Исходя из этого, мы видим, что настой цикория обыкновенного и в случае моновоздействия и в случае встречи с мутагеном проявляет выраженные защитные свойства, которые, вероятно, можно объяснить способностью флавоноидов цикория погашать свободные радикалы.

Задать вопрос