В мгновение ока: Скоростные «хамелеоны»
Японские исследователи во главе с химиком Джиро Абэ (Jiro Abe) разработали материал, способный практически мгновенно меняться от полностью прозрачного до защитного темно-синего состояния, и делать это под действием достаточно яркого ультрафиолетового солнечного света. Так же быстро он и возвращается в исходное состояние, если воздействие прекратилось. Материал с фотохромными свойствами найдет применение и в современных носителях информации, и, конечно, в обычных солнечных очках-«хамелеонах».
На работу ученые потратили более десяти лет, и постепенно сконцентрировались на многообещающем веществе — гекса-арил-би-имидазоле (hexaarylbiimidazole, HABI). В своем «естественном» виде HABI бесцветен, но энергия УФ-лучей разрывает одну из внутренних связей в молекуле. Она меняет свою форму, что немедленно сказывается и на цвете вещества, который быстро переходит в глубокий синий.
Впрочем, все это уже было известно. Проблема состояла в том, что процесс этого превращения занимает десятки секунд, а то и дольше. Вот почему меняющие прозрачность на свету и в темноте очки-«хамелеоны», которые можно купить сегодня в магазинах, тоже медленно изменяют окраску стекло.
Абэ и его коллеги провели громадную работу по изучению и моделированию структуры и свойств HABI при разных условиях. И обнаружили, что если добавить к нему нафталин (для химика это не таблетки для защиты от моли, а соединение из пары бензольных колец), то метаморфозы HABI ускоряются до 180 мс.
Затем они наткнулись на другую добавку из семейства циклофанов: она сокращала время просветления и затемнения уже до 30 мс. Этого уже более чем достаточно для практического использования. Тем более, лабораторные тесты показали, что смесь остается стабильной, и реакция может протекать в обе стороны тысячи раз без потери скорости и каких-либо свойств материала.
Именно это соединение ученые предлагают добавлять в плексиглас или другой прозрачный материал, из которого изготавливают линзы. Тогда новое поколение очков-«хамелеонов» будет менять прозрачность почти моментально. Возможно, на этой основе удастся усовершенствовать и оптические носители информации.
Читайте также о работах над материалом, который сможет менять окраску с любой на любую, и еще ловчее, чем это делают настоящие живые хамелеоны: «Цвет под током».
По публикации ScienceNOW
