За учениците

Вещества, които променят цвета си с течение на времето. "Умни" багрила и пигменти и тяхното използване за нова цел: хром - способността за обратима промяна на цвета. Ястия, които променят цвета си

Термохромната боя е модерен материал, с помощта на който се създават необичайни покрития, които могат да променят цвета си под въздействието на различни температури. Благодарение на този ефект съединенията с термична чувствителност са намерили широко приложение в различни индустрии, от производството на сувенири до боядисването на автомобили.

Свойства на активното вещество

Активната съставка в състава е термохромен пигмент. Той е този, който осигурява реакцията на покритието към нагряване или охлаждане, придружена от промяна на цвета. Амплитудата на температурните колебания е 15-70 ° С.

Стойността, при която започва реакцията, е индивидуална за всеки конкретен състав.

KATO_Katosha - Хамелеонска коса (PRAVANA VIVIDS Mood Color)

PRAVANA VIVIDS Mood Color е първият в света пигмент, който променя цвета на косата ви в зависимост от температурата. ТОВА Е...

Термохромните пигменти се съдържат в материала под формата на течни кристали, затворени в микрокапсули, което им позволява да се смесват с различни разтвори, например бои на базата на масло, каучук или акрил. Активното вещество обикновено съставлява от 5 до 30% от общата маса на оцветителя финансови средства; тази цифра зависи от желания резултат.

Видове термични бои

Термохромните съединения са разделени на две групи:

подлежащ на връщане,
неотменим.

Първият включва онези покрития, които дават обратим визуален ефект, тоест те са в състояние да променят сянката и да се върнат в първоначалното си състояние, когато температурата се върне към нормалното. Този "трик" се повтаря голям брой пъти.

Във втория случай боята променя цвета си веднъж и накрая покритието вече няма да реагира на топлина или студ.

Области на използване

Повтарящите се термохромни мастила се използват по-широко от техните „еднократни“ колеги. Тези материали са придобили голяма популярност сред собствениците на автомобили, които искат да направят своя автомобил оригинален във външен дизайн.

Покритие за кола

Чувствителната на топлина боя е находка за тези, които обичат да експериментират и да проявяват креативност в грижата за автомобила. Всеки може да създаде нов интересен образ за своя железен кон със собствените си ръце, защото работата с боя, която променя цвета, не е трудна. Може дори да се нанася с обикновена четка или валяк, въпреки че най-добрият вариант за боядисване на каросерията на автомобила е, разбира се, пулверизатор за боя.

Термохромният материал може да бъде не само акцент на декора, но и да има важна практическа функция: ако при нагряване покритието на автомобила стане бяло или друг светъл нюанс, тогава при горещо време тялото ще може да отразява слънчевите лъчи и повърхностколата ще прегрява по-малко.

За да създадете сложен визуален ефект, можете да използвате следната техника: боядисвайте колата в няколко слоя термична боя, като използвате съединения с различни температурни прагове. Как да изчистястена от стара боя у дома? Рисунки, направени с шаблон или нарисувани на ръка (ако имате качествата на художник), ще ви помогнат да добавите "магия".

Бои, които променят цвета си в зависимост от температурата,? Автомобил, за чийто дизайн са умело използвани термочувствителни бои, просто не може да остане незабелязан в потока от други автомобили!

Докато се наслаждавате на възможността да украсите автомобила си, все пак трябва да знаете, че термохромната боя има и някои недостатъци:

ниска устойчивост на светлина: за да защитите покритието на тялото на автомобила от разрушителните ефекти на ултравиолетовото лъчение, ще трябва да нанесете слой специален лак и да оборудвате паркинга с навес (най-добрият вариант е гараж);
в случай на механични повреди ще се наложи пълно пребоядисване на машината;
трудности при регистриране на автомобил, който няма постоянен цвят;
термочувствителен багрило- скъп материал.

Ястия, които променят цвета си

Чаша за чай или кафе, на повърхността на която се появява забавен надпис или рисунка, когато в нея попадне топла напитка, е добър запомнящ се подарък. Подносът за предястие с очертаваща се шарка е интересен детайл в сервирането на масата. Боя, която променя цвета си от температурата на боята?

А разнообразието от детски ястия, даващи визуален сигнал, когато кашата или млякото са твърде горещи, е полезно нещо в ежедневието на младите майки.

Важно: термохромните бои не съдържат токсични вещества, а съдовете, боядисани с тези материали, са безопасни за здравето.

облекло

В текстилната промишленост се използват и съединения, които променят цвета си в зависимост от температурата. Така че обикновена тениска, носена по тялото, може да изненада с модерен принт, който се появява, а върху дънките ще се появи стилен модел или етикет.

Сувенири и декоративни елементи

В тази индустрия е отворен необичайно широк обхват за използване на термохромни материали: украси и гирлянди за коледни елхи, други празнични принадлежности, оригинални лампи и свещници, ключодържатели, канцеларски материали за подаръци и др. Страхотното е, че много неща можете да правите и рисувате със собствените си ръце, например да нарисувате картина или да създадете панел с „тайна“.

Печатни продукти

Визитните картички "оживяват" от докосването на топли ръце, рекламни брошури или списания, популяризиращи парфюм (потъркайте страницата!), Детски книжки с картинки, пощенски картички - всичко това често се прави с помощта на термочувствителни съединения, тъй като цветовата им палитра е доста богат.

Като цяло всеки може сам да намери оригинално използване на тези необичайни материали в ежедневието, като прояви въображение и положи малко усилия.

Допълнителна информация:

Друго предимство, което термохромната боя има, е цената. Той е доста нисък, като се вземат предвид свойствата на този материал (1500 рубли за 25-грамов буркан, който трае дълго време). Такива решения привличат клиенти и са отличен рекламен трик.

Под + 20 градуса - за нанасяне на веществото върху съдовете, които ще се използват за безалкохолни напитки.
+ 29 ... + 31 градуса - подходящ за повърхности, които променят цвета си при излагане на телесна температура (при докосване). Използването на този ефект е широко използвано в реклами, тениски, списания и брошури.
Над + 43 градуса - материали, предназначени за продукти, които ще взаимодействат с горещи температури (съдове за топли напитки). В този случай ефектът от промяна на цвета изпълнява не само декоративна, но и предупредителна функция.

За рисуване върху чаши използвайте термохромна боя с бариера под +20 градуса по Целзий

Обикновено термохромните пигменти са токсични и се използват само в ограничена степен, но разработчиците на The Unseen успяха да се отърват от този проблем, като откриха и синтезираха подобни, но безвредни вещества. Как да промените цвета на боята у дома? Промяната в температурата кара тези молекули да приемат една или друга пространствена конформация, променяйки спектъра на абсорбираната радиация.

В зависимост от конкретната боя в комплекта, това може да се случи при различни температури. Например, "студеното" синьо и бяло се трансформират един в друг около 15 ° C, а "горещото" червено и черно - при 31 ° C.

Bocker е разработил няколко оцветители, които променят цвета си при различни температурни диапазони. Точките на преход съответстват на прехода между стайна и външна температура или съответстват на температурата на човешкото тяло. Сред разработените формулировки има черна боя, която променя цвета си в червена под въздействието на горещ въздух, има цветове, които се променят от черно в бяло, от сребристо до бледо синьо, от синьо до бяло и от черно до жълто.

За да създадете сложен визуален ефект, можете да използвате следната техника: боядисвайте колата в няколко слоя термична боя, като използвате съединения с различни температурни прагове. Рисунки, направени с шаблон или нарисувани на ръка (ако имате качествата на художник), ще ви помогнат да добавите "магия". Автомобил, за чийто дизайн са умело използвани термочувствителни бои, просто не може да остане незабелязан в потока от други автомобили!

Но дори първите проби в промо видеоклипове ви позволяват да си представите ефекта от използването на такава боя за коса. Когато къдриците - под въздействието на температурата от сешоар, обдухващ косата, сменете нюансите от тъмно, почти черно с лек червеникав блясък до ярко червено и дори светло червено.
Изглежда достатъчно любопитен. Освен това създателите на боята обещават нейната максимална безопасност: че няма да бъде по-вредна от обикновените бои за коса, които се продават днес.

Термохромните (термочувствителни) бои са много популярни в хранително-вкусовата промишленост. Изображение, покрито с такава боя и поставено върху продукта, информира потребителя дали продуктът е достигнал желания температурен диапазон, например в хладилник или фурна. Термохромната боя се използва и от производители на бира, алкохолни напитки (бутилки, етикети, стикери и др.), където сигнализира, че напитката е охладена, при производството на керамични съдове (чаши, чаши, чинии), а също така се използва в различни видове пластмаса PP, PVC, ABS, силиконова гума и други прозрачни или полупрозрачни пластмасови материали за леене под налягане, екструдиране, офсет, ситопечат, копринен ситопечат, флексография.

Определяне на цветови фактори.Какво е цветът от гледна точка на химията? Невъзможно е да се разгледа химическата същност на цвета без знания. физични свойстваВидима светлина. На великия английски физик И. Нютон дължим факта, че той обясни феномена на разлагането на бялото в набор от лъчи от цветния спектър. Всяка дължина на вълната съответства на определена енергия, която тези вълни носят. Цветът на всяко вещество се определя от дължината на вълната, чиято енергия преобладава в даденото излъчване. Цветът на небето зависи от това колко слънчева светлина достига до очите ни. Лъчовете с къса дължина на вълната (сини) се отразяват от молекулите на въздушните газове и се разсейват. Нашето око ги възприема и определя цвета на небето – синьо, светлосиньо (табл. 3.).

Същото важи и за оцветените вещества. Ако веществото отразява лъчи с определена дължина на вълната, то е оцветено. Ако енергията на светлинните вълни от целия спектър се абсорбира или отразява еднакво, тогава веществото изглежда черно или бяло. Човешкото око съдържа оптичната система: лещата и стъкловидното тяло. Ретината на окото включва светлочувствителни елементи: конуси и пръчици. Благодарение на шишарките различаваме цветовете.

Таблица 3. Цвят на вещества с една абсорбционна лента във видимата част на спектъра

По този начин това, което наричаме цвят, е резултат от два физикохимични явления: взаимодействието на светлината с молекулите на веществото и ефекта на вълните, идващи от веществото върху ретината на очите. Така, първи факторобразуване на цвят - светлина.

Помислете за примери за следното, втори фактор- структурата на веществата.

Металите имат кристална структура, имат подредена структура от атоми и електрони. Цветът е свързан с подвижността на електроните. При осветяване на метали доминира отражението, цветът им зависи от дължината на вълната, която отразяват. Белият блясък се дължи на равномерното отразяване на почти целия набор от видими лъчи. Това е цветът на алуминия и цинка. Златото е червеникаво жълто на цвят, защото абсорбира светлосини, сини и виолетови лъчи. Медта също има червеникав цвят. Магнезиевият прах е черен, което означава, че това вещество абсорбира целия спектър от лъчи.

Следващия, третиФакторът на външния вид на цвета е йонното състояние на веществата. Цветът зависи и от средата около цветните частици. Катиони и аниони в разтвора са заобиколени от обвивка от разтворител, който въздейства върху йоните.

Фактори, влияещи върху обезцветяването химични вещества. При провеждане на прост експеримент с добавяне на следните вещества към разтвора на сок от цвекло (цвят на малина): оцетна киселина; алкален разтвор или вода, в резултат на това можете да наблюдавате промяна в цвета на разтвора на цвекло. В първия случай киселата среда променя цвета на разтвора на цвекло в лилав, във втория експеримент алкалната среда променя цвета на разтвора в синьо, а добавянето на вода (неутрална среда) не предизвиква промени в цвета.

Химиците познават индикатора за определяне на алкална среда - фенолфталеин. Той променя цвета на алкалните разтвори в пурпурен. Исторически факт е свързан с промяната в цвета на железния йон, когато той е заобиколен от калиев тиоцианат в кървав цвят. През 1720 г. политическите опоненти на Петър I от духовенството организират в една от петербургските катедрали „чудо” – иконата на Божията майка започва да пролива сълзи, което се коментира като знак за нейното неодобрение на Петър. реформи. Петър I внимателно разгледа иконата и забеляза нещо подозрително: в очите на иконата той откри малки дупки. Той също така намери източника на сълзи: това беше гъба, напоена с разтвор на железен тиоцианат, който има кървавочервен цвят. Тежестта равномерно притиска гъбата, изстисквайки капките през дупката в иконата. „Това е източникът на прекрасни сълзи“, каза императорът.

Химикалите са част от природата, която ни заобикаля от всички страни. Кръвта на животните и зелените листа съдържат подобни структури, но кръвта съдържа железни йони - Fe и растенията - Mg. Това осигурява цвета: червено и зелено. Между другото, поговорката „синя кръв“ важи за дълбоководни животни, които вместо желязо имат ванадий в кръвта си. По същия начин водораслите, растящи на места, където има малко кислород, са сини на цвят.

Растенията с хлорофил са способни да образуват органомагнезиеви вещества и да използват енергията на светлината. Цветът на фотосинтезиращите растения е зелен.

Кръвният хемоглобин, който съдържа желязо, се използва за пренасяне на кислород в тялото. Хемоглобинът с кислород прави кръвта яркочервена, а без кислород прави кръвта тъмна.

Необходимо е да се направят следните заключения относно физикохимичната природа на цвета:

Първият фактор за образуването на цвета е светлината;

Вторият фактор е химичната структура на веществата;

Третият фактор за появата на цвета е йонното състояние на химикалите, цветът зависи от средата около цветните частици.

4.2. Химия на багрилото .

Хармонията на цветовете е една от съставните части на дизайнерското изкуство. Най-древните бои са въглен, креда, глина, цинобър и някои соли като меден ацетат (медна глава). Боите и багрилата се използват от художници, декоратори и текстилни работници.

Използването на първите багрила – неорганични пигменти – датира от каменната ера. Примитивните хора са използвали боядисани естествени минерали за боядисване на тялото, различни предмети от бита и дрехи. Красиви рисунки в пещери са оцелели и до днес, преживели своите създатели в продължение на стотици векове. Именно цветните минерали, заедно с благородните метали, винаги са били символи на силата и богатството на хората. С развитието на човечеството нуждата от багрила само нараства.

Още през X век. пр. н. е., на дъното на Средиземно море в близост до град Тир (древна Финикия), те хванали иглени охлюви. Робите ден след ден се гмуркаха за тези охлюви в морето. Други роби ги изстискват, натриват ги със сол и ги подлагат на по-нататъшна обработка, която се състои от много операции. Извлеченото вещество първоначално е било бяло или бледожълто, но под въздействието на въздуха и слънчевата светлина постепенно става лимоненожълто, след това зелено и накрая придобива великолепен виолетово-червен цвят. Получено лилавов продължение на няколко века е най-ценното от всички багрила. Тогава той е символ на властта – правото да се носят боядисани в пурпур одежди е привилегия на владетелите и най-близките до тях благородници. Оцветяване само на едно квадратен метърполучената по този начин боя за плат беше много скъпа. Наистина, за да се получи един грам лилаво, беше необходимо да се преработят 10 000 охлюви!

Изтощителният труд на робите на Тир не е единственият пример от този вид в историята. След няколкостотин години индиго- виолетово-синьото багрило, извлечено от растението Indigofera tinctiria, се превърна в едно от основни източниципечалба за Британската източноиндийска компания. Корабите на Източноиндийската компания доставяха годишно до всички части на света от 6 до 9 милиона килограма от това ценно багрило. Преди боядисваха платна, сега - дънки.

В днешно време производството на съвременни евтини и в същото време ярки багрила от всякакви цветове и нюанси вече не изисква тежкия труд на роби или населението на колониите. Те, включително лилаво и индиго, се произвеждат в химически заводи. Лилавото и индигото обаче са загубили предишната си слава. Те бяха заменени от по-светлоустойчиви синтетични багрила, богат избор от които сега имаме.

Пътят към настоящия успех беше открит благодарение на работата на много учени-химици. През 1826, 1840 и 1841 г. Унфердорбен, Фрицше и Зинин независимо получават анилин от индиго. През 1834 г. Рунге открива анилин в каменовъглен катран, през същата година открива фенол и малко по-късно - първия оцветител от каменовъглен катран - розолова киселинапридавайки цвят на лилаво.

През 1856 г. 18-годишният химик Пъркин, докато работи по време на ваканции в домашната си лаборатория, неочаквано получава ярко червеникаво-виолетово багрило след неуспешен опит да синтезира хинин - нанасям се... Заедно с баща си и брат си, Перкин основава компания и година по-късно организира производството на mauvein във фабрични мащаби. Така Перкин положи основите за създаването на индустрията за анилинови бои.

През 1868 г. Гребе и Либерман разкриват тайната ализарин- червено багрило, извлечено от корените на марата. След това последваха синтези еозини други фталеови багрила от Байер и Каро и дешифриране на структурата на антраценовите багрила от Е. Фишер и О. Фишер. До края на XIX век. тези постижения бяха увенчани с въвеждането в индустрията на синтеза на индиго по метода, разработен от Гайман и други химици.

Голяма заслуга на немските химици в развитието на лаковата индустрия. Още през 1911 г. германските фирми изнасят 22 000 тона синтетично индиго. Докато едновременно пуснаха 1500 тона евтин синтетичен ализарин, те почти напълно замениха естествения ализарин, което доведе до рязко намаляване на отглеждането на мада.

Защо веществата, осветени с бяла светлина, придобиват този или онзи цвят? Факт е, че преминавайки през багрилото, светлината се абсорбира от неговите молекули. Молекулната структура на багрилата е такава, че светлината се абсорбира селективно. Молекулата на багрилото "избира" лъчите, които са характерни само за нея и съставляват бяла светлина - спектралните линии. Загубвайки част от цветовете, падащият лъч се оцветява с т. нар. допълващи цветове (зелено - червено, жълто - виолетово, синьо - оранжево) Например загубата на червено ще доведе до оцветяване в зелено.

От какво зависи абсорбционният спектър на дадено вещество? Пред нас е формулата на багрилото относно проста структура: Точно е химическо име- n, n "-диметиламиноазобензенсулфонат натрий. Това вещество се използва като индикатор, тогава се наричаше по друг начин - метил портокал... Тази боя обаче не е подходяща за боядисване, тъй като добавянето на киселина превръща жълтия цвят в червен. Неслучайно органичните багрила имат сложна структура. Изследванията на много химици позволиха да се установи връзка между цвета на съединението и неговата структура. Основата или ядрото на молекулата на багрилото, като правило, образува пръстенна структура. Към него трябва да бъдат прикрепени носители на цвят - хромофори. Това винаги са ненаситени групи:

СН = СН - етиленова група;

С = О - карбонилна група (оксо група, кето група);

N = N - азо група;

N = О - нитрозо група;

NO2 е нитрогрупа.

Ядрото и хромофорните групи заедно образуват оцветена система - хромоген. В повечето случаи наличието само на един хромофор все още не дава цвят. Например в оранжевата молекула b-каротин- боя за моркови - съдържа 11 двойни връзки. Освен това цветът зависи от това как точно са разположени и свързани помежду си хромофорите. За подобряване на цвета, задълбочаване на нюанса му и за постигане на по-голяма стабилност на оцветяването, допълнителни групи, ауксохроми, трябва да бъдат прикрепени към ядрото с хромофор. Те включват преди всичко хидроксилната група OH и аминогрупата NH2, които не само влияят на цвета, но също така, поради киселинната или основната си природа, увеличават афинитета на багрилото към влакното. Съвременната електронна теория на цветността разглежда цвета като резултат от взаимодействието със светлината на електронния облак на молекула на багрилото. Спектърът на абсорбция на молекулата зависи от нейните параметри, които се определят от наличието на хромофорни и ауксохромофорни групи.

Фосфори.Конвенционалните багрила разпръскват погълнатата светлина като инфрачервено лъчение, невидимо за човешкото око. Има обаче молекули, способни след възбуждането си от външна енергия, връщайки се обратно в невъзбудено състояние, да излъчват лъчи с видим цвят. Това са фосфори. Енергията, необходима за тяхното сияние, може да бъде химическа ("люминофори"), механична ("триболуминофори"), електрическа ("електролуминофори") или светлинна ("фотолуминофори"), както и под въздействието на радиация.

Фосфоресциращите фосфори съществуват в природата. Луминесценция може да възникне поради бавното окисляване на вещество във въздуха (например бял фосфор, луциферин при някои насекоми, микроби, гъби, риби). Такива вещества не светят без достъп на окислител (атмосферен кислород). Някои вещества могат да светят от триене или разклащане (например кристален хелидонин, някои сулфиди, активирани от манган и др.). Това сияние се нарича триболуминесценция. Вещества, които светят в присъствието на радиация или рентгенови лъчи, невидими за окото, се използват за направата на формулировки с постоянно сияние. Като радиоактивно вещество се използва парафинът, например, в молекулите на който част от атомите на обикновения водород (протий) се заменя с атоми на свръхтежкия радиоактивен водород (тритий). Поради наличието на радиоактивни елементи в състава, такива източници на видима светлина са опасни за здравето. Електролуминофорите се използват широко в осветителната техника.

Въпреки това, неорганични или органични фотолуминофори се използват като фосфорни багрила. В зависимост от времето на запазване на възбуждането на техните молекули, фосфорът може да свети в тъмното при време на възбуждане от няколко часа (продават се много такива светещи играчки) или за кратко време фосфорите просто се превръщат в характерен цвят. От особен интерес са такива фосфори, които активно абсорбират UV лъчение. Дрехи, оцветени с такива фосфори, "горят" ярко на слънце. Червените дрехи на служителите на МСП се виждат от много километри дори и в мъглата. Светещи бои се използват за пътни знаци и реклами, спасителни лодки. Но има и неочаквани приложения за такива фосфори.

UV защита.На пазара има много козметика, която предпазва хората от вредното UV лъчение, като слънцезащитни кремове. Основните активни компоненти на тези продукти са UV абсорбери - същите люминофори, които абсорбират вредното твърдо излъчване.

Но не само човешкото тяло трябва да бъде защитено от ултравиолетова светлина. UV абсорбери - светлинни стабилизатори - се използват широко за защита на полимерите. Пример е Tinuvin. В невъзбудено състояние се образува стабилна водородна връзка между водорода на хидроксилната група и най-близкия до нея азотен атом. Неговата стабилност се дължи на образуването на стабилен шестоъгълник. Поглъщането на квант UV лъчение е достатъчно, за да разруши този пръстен. Когато се възстанови, се излъчва енергия, но това вече не е вредно ултравиолетово, а безопасно инфрачервено лъчение. (Повърхността на всички метални предмети под въздействието заобикаляща средасе срива. Защитата им е най-ефективна с цветни пигменти: алуминиев прах, цинков прах, червено олово, хромов оксид).

Оптични избелители.Всеки от вас сигурно е обърнал внимание, че в дискотеката, когато се включи специалното осветление, белите ризи и блузи на хората започват да светят ярко синьо. Лист бяла хартия ще блести още по-ярко. Това означава, че към тъканта на вашите дрехи и към хартията са добавени специални люминофори – оптични избелители. Тяхното действие е подобно на действието на обикновеното "синьо", което преди това е добавяно към водата по време на пране за избелване на дрехите. Днес с цел избелване в състава на праховете за пране се въвеждат вещества, които придават на тъканите синкава флуоресценция.

В допълнение към жълтото, синьото "убива" жълтеникавостта на тъканта. Същото се прави и от фосфор, който превръща UV лъчението в синьо. В същото време предпазва материала от ултравиолетово лъчение.

Фосфор за оранжерийни филми.Обикновеният парников пластмасов филм вече е остарял (между другото, "парниковият ефект" е свързан с факта, че UV и видимите лъчи преминават през полиетиленовия слой практически без загуба, а полиетиленът не е прозрачен за топлинни инфрачервени лъчи от повърхността на почвата) . Има нови фотоконверсионни филми, които светят на слънце в червено. Той излъчва специален фосфор, синтезиран на базата на европейски оксиди, който превръща зеленото, синьото и UV лъчението в червено. Разбира се, това е много красиво, не става дума за красота.

Растението в началния етап на развитие изисква голямо количество червено, за да натрупа зелена маса (листа). Именно за тази цел служи фосфорът. Има сложна структура, която осигурява поетапно превръщане на UV лъчението до желания червен цвят. Следователно количеството червено в светлината, падаща върху листата на растенията, се увеличава няколко пъти, което води до увеличаване на добива на оранжерийни култури. Вярно е, че когато дойде времето за узряване на плодовете, такъв филм трябва да бъде заменен със син. Напротив, поглъща червените лъчи. Листата спират да растат, цялата енергия на растението се насочва към растежа на плода.

Изгубена река.Флуоресценцията е ясно видима дори когато 1 g Radomin 6G се разтваря в 100 000 L вода. Способността на фосфорите да бъдат необичайно лесни за откриване в незначителни концентрации се използва за определяне на посоката на подземните водни течения. Пример е решението на въпроса за „изчезването“ на Дунав. В горното течение на тази река, близо до жп гара Immedingen, по-голямата част от водата на Дунав се губи в рохкави варовикови скали. За да се установи посоката на движение на водата през 1877 г., близо до тази станция в Дунав са изляти 10 кг флуоресцеин. След 60 часа един от публикуваните постове открива отчетлива флуоресценция в малък поток. В днешно време това свойство на фосфора се оказа много полезно при екологични проверки на течове и отпадъчни води от опасни производства. Да не забравяме и системата за защита на фосфорния печат на документи и накрая на банкноти.

Квантови точки.Фосфорни наночастици (квантови точки), абсорбирани от микроорганизми с хранителни среди, ви позволяват да проследите тяхното движение и развитие в жив организъм. Селективното поглъщане на такива частици от злокачествените клетки вече се използва за диагностициране на рак и други заболявания на ранен етап.

В допълнение към описаните по-горе има много интересни багрила. Например, разработени са фотохромни багрила, които променят цвета си с увеличаване на дозата на UV радиация, повишаване на температурата и излагане на електрическо поле. Има багрила, които оцветяват филмите по различен начин в отразената и пропусната светлина. Може да се напише дълга статия за интерференционното оцветяване с многослойни перлени пигменти, холографско оцветяване, използването на течнокристални структури, дигитален печат и много други.

Въпреки факта, че основните правила за създаване на хромофорни молекули са известни, откриването на ново багрило дори в наши дни понякога се причинява от метил. Технологията на багрилата е химия, физиология и изкуство.

5. Основни модели на възприемане на цветовете:

Нов начин за минимизиране на щетите от неизправности в различни конструкции е да се разработят подобрени методи за откриване на щети, преди да станат критични. И материали, които променят цвета си, когато са повредени, могат да дойдат на помощ в това.

Добавянето на специални наночастици към прозрачна полимерна смола създава "интелигентен" материал, който променя цвета си, когато е повреден или когато състоянието му е близо до разрушаване. Такива материали се наричат "материали с променлив характер" (англ. "материали за пръстени за настроение "буквално материали за пръстен за настроение, който променя цвета си с температурата на човек", обясни Коул Брубейкър, докторант в Лабораторията за системи за надеждност (LASIR) към университета Вандербилт.

Материалът променя цвета си в отговор на механично натоварване.

Интелигентните технологии за наблюдение в момента са сред най-изучаваните въпроси в гражданското, механичното и космическото инженерство. Тези проблеми до голяма степен се решават чрез развитието на физически сензорни мрежи, които се прикрепят към структури от интерес. Но този подход има недостатъци под формата на висока цена на оборудването и сложна обработка на получените данни.
Изследователите на LASIR поеха по различен път и включиха луминесцентни наночастици в самия материал, които реагират на механично напрежение, като променят своите оптични свойства. Този подход позволява създаването на нов тип система за мониторинг, която е ефективна и рентабилна.

„В момента има два начина за запазване на безопасността на всички инфраструктурни съоръжения, от мостове до самолети“, казаха изследователите. - „Един от тях е, когато хората постоянно извършват директна проверка на конструкции. Проблемът с това е, че този метод е трудоемък и хората не могат да видят много малки пукнатини. състояние на конструкцията и търсят малки пукнатини и ги откриват, преди да станат твърде големи и започват да засягат безопасността на конструкцията. Проблемът е, че такива мрежи са много скъпи и в случай на самолети добавят много тегло. Така че имаме нужда от малко. След това сменете материалите, които използваме, за да разкрием тези малки пукнатини."

Първоначалното изследване на екипа показа, че добавянето на малки концентрации на специални наночастици (1 до 5 процента от теглото) към оптически прозрачна полимерна матрица води до характерна промяна в оптичните свойства на материала, когато е подложен на широк спектър от натиск и опън. товари.

Група изследователи от университета Вандербилт не са единствените, които използват наночастици за създаване на „умни“ материали, но имат предимство. Те използват специален тип наночастици, наречени квантова точка на бяла светлина. Тези квантови точки са уникални с това, че излъчват бяла светлина, докато други квантови точки излъчват светлина само при определени дължини на вълната.

Тези специални квантови точки бяха открити случайно през 2005 г. в университета Вандербилт при изучаване на квантови точки на базата на кадмиев селенид.

Квантовите точки на бялата светлина имат уникални оптични свойства в сравнение с други наночастици, тъй като блясъкът на бялата светлина е повърхностно явление. Когато тези наночастици се поставят в материал, те реагират на това, което се случва около тях.

При предварителни тестове лентите от фибростъкло и алуминий бяха покрити с полимерно покритие, съдържащо квантови точки на бяла светлина и подложени на външни натоварвания с различна интензивност. Те открили, че интензитетът на спектъра на излъчване от квантовите точки намалява с увеличаване на натоварването.

Графиката показва, че спектърът на бялата светлина на квантовите точки в епоксидната смола върху алуминиеви ленти намалява с увеличаване на натоварването на опън върху лентата.

(LASIR Lab / Вандербилт)

„Все още има много несигурност относно механизма на явлението, но ние показахме, че добавянето на тези квантови точки към ултратънки полимерни покрития върху метални повърхности може да осигури ранно предупреждение, когато основният метал е повреден по някакъв начин“, изследователите казах.

Изследователите смятат, че квантовите точки излъчват светлина в широк спектър, защото повече от 80 процента от атомите лежат на повърхността. Те също така знаят, че връзката между повърхностните атоми и молекулите около тях е критична.

Така изследователите потвърдиха, че материалът може да действа като нов вид тензометър, който постоянно записва механичното напрежение върху него.

Изследователите също се сблъскаха с редица предизвикателства. Например, в редица тестове, епоксидните цилиндри се деформират във форма във формата на бъчви при компресия и спектърът на радиация всъщност се увеличава, а не намалява. Изследователите предполагат, че това се е случило, защото деформацията притиска наночастиците по-близо една до друга и концентрацията им в областта на деформация се увеличава.

Освен това има още един проблем, който ще трябва да решат, за да направят функционална система за откриване на неизправности. Квантовите точки страдат от отблясъци. Тоест, когато са изложени на светлина, те постепенно намаляват сиянието си с течение на времето. В резултат на това такъв материал трябва да бъде защитен от външна светлина.

„Има много проблеми, които трябва да бъдат решени, преди да можем да създадем интелигентен материал, който е готов за приложения в реалния свят, но тенденцията е положителна“, казват изследователите.

Истински кадър с променящ се с горещ въздух цвят на боята за коса

Невидимото / Vimeo

Термохромните пигменти са вещества или смеси от вещества, които променят цвета си в зависимост от температурата. Много вещества имат тази способност, но като правило промяната на цвета изисква много високи температури и е свързана с фазови промени или химични реакции. Има няколко класа вещества, за които термохромните свойства са добре изразени и се проявяват при ниски температури. Благодарение на тях в магазините можете да намерите чаши, чийто модел се променя под въздействието на гореща вода, термометри и дори тъкани.

Често в ролята на термохроми се използват течни кристали - вещества, чиито молекули са подредени в колони или листове, дори въпреки течното агрегатно състояние. Температурните промени засягат размерите на конструкциите, например ширината на листовете. Това се отразява на оптичните свойства на материалите. Вторият клас термохроми са органични багрила, които могат обратимо да променят цвета си поради химични трансформации. Пример за такива съединения са спиропираните – в структурата на техните молекули има два пръстена от атоми, свързващи се на едно място. Когато температурата или киселинността на средата се промени, пръстените могат да се отворят, променяйки значително свойствата и цвета на веществото. Въпреки това, като правило, такива багрила са токсични за кожата, което ограничава използването им.

Авторите на разработката бяха вдъхновени сценаот филма "Вещерство", в който героините на филма използват заклинание, за да променят цвета на косата на една от тях. За да намалят токсичността на боята, разработчиците са използвали полимерни свързващи вещества. „Можем да предотвратим вредното въздействие на тези химикали чрез процес, наречен полимерна стабилизация, при който верижни молекули (полимери) се увиват около дразнител“, казва Лорън Бокър, основател на компанията.

Има и други видове пигменти, които променят цвета си под въздействието на външни влияния. Например, фотохромите променят цвета си под въздействието на светлината, механохромите - при деформация, електрохромите - под въздействието на електрически ток. В допълнение към използването на тези вещества за декорация, учените използват и трансформации на съединения за фундаментални цели. И така, преди година химици от Германия и Япония наноразмерни "ножици", способни обратимо да се отварят и затварят под въздействието на светлината. Те са базирани на ДНК молекула, модифицирана с фотохромен азобензен.

Владимир Королев

Всички ние сме някакви магически трикове. Много от нас познават няколко прост фокус, с който можете да изненадате приятелите си по време на парти или да ги покажете на децата и да ги разсмеете. Днес ще направим един вид химически експеримент, който също може да се превърне в красив трик.

Нека първо гледаме видеото:

Така че, за да приготвите нашата чудотворна течност, може да се наложи да отидете до аптеката, но ние ви уверяваме - струва си.

Имаме нужда от:
- Две чаши с еднакъв размер;
- Две малки чаши (може да бъдат изработени от пластмаса);
- Съд, в който ще налеем топла вода;
- Лъжица, с която ще бъркаме;
- Картофено или царевично нишесте;
- Един грам витамин С;
- йодна тинктура;
- Водороден пероксид (3%);
- Спринцовки за по-точно дозиране на всички компоненти.

Ако витамин С е под формата на таблетки, тогава те трябва да бъдат натрошени на прах. Първото нещо, което трябва да направим, е да добавим грам витамин в пластмасова чаша и да добавим 60 мл топла вода.

Следващата стъпка е да приготвите течно нишесте, като смесите една чаена лъжичка нишесте в 150 мл студена вода. След това добавете още 150 мл гореща вода и разбъркайте добре.

Взимаме две еднакви чаши и наливаме в тях 60 мл топла вода.

Към първата чаша се добавят 5 мл йодна тинктура и 10-12 мл течност с витамин С. След добавяне на течност с витамин С йодът е напълно обезцветен.

Добавете 15 ml водороден прекис и 7 ml течно нишесте към втората чаша.

Подготвителният етап приключи, което означава, че можете да преминете към самия фокус. Взимаме чаши и изливаме течността от едната в другата.

След това просто трябва да поставим една чаша на масата и да изчакаме. Течността скоро ще придобие тъмен цвят. В химията този експеримент е известен като йоден часовник. Ако представим същността на експеримента по най-достъпен начин, тогава можем да кажем, че това е един вид противопоставяне между нишестето, което превръща йода в тъмна течност, и витамин С, който му пречи да направи това. В крайна сметка витаминът се изразходва напълно и течността моментално променя цвета си. Магията проработи. Между другото, ако добавите още малко витамин С на прах към тъмната течност, течността отново ще се обезцвети за известно време.