skolpojke

Ämnen som ändrar färg med tiden. "Smarta" färgämnen och pigment och deras användning för ett nytt ändamål: krom - förmågan att reversibelt ändra färg. Rätter som ändrar färg

Termokromisk färg är ett modernt material med vilket ovanliga beläggningar skapas som kan ändra färg under påverkan av olika temperaturer. På grund av denna effekt har värmekänsliga föreningar funnit bred användning i olika industrier, från tillverkning av souvenirer till målning av bilar.

Egenskaper hos den aktiva substansen

Den aktiva ingrediensen i kompositionen är ett termokromiskt pigment. Det är han som ger reaktionen av beläggningen på uppvärmning eller kylning, åtföljd av en förändring i färg. Amplituden för temperaturfluktuationer är 15–70 ° С.

Värdet vid vilket reaktionen börjar är individuellt för varje specifik sammansättning.

KATO_Katosha - Kameleont hår (PRAVANA VIVIDS Mood Color)

PRAVANA VIVIDS Mood Color är världens första pigment som ändrar färgen på ditt hår beroende på temperaturen. DET...

Termokroma pigment finns i materialet i form av flytande kristaller, inneslutna i mikrokapslar, vilket gör att de kan blandas med olika lösningar, såsom oljebaserade, gummibaserade eller akrylbaserade färger. Den aktiva ingrediensen är vanligtvis 5 till 30 % av total massa färg anläggningar; detta antal beror på det önskade resultatet.

Typer av termiska färger

Termokroma föreningar är indelade i två grupper:

retur,
oåterkallelig.

De förra inkluderar de beläggningar som ger en reversibel visuell effekt, det vill säga de kan ändra nyansen och återgå till sitt ursprungliga tillstånd när temperaturen återgår till det normala. Detta "trick" upprepas ett stort antal gånger.

I det andra fallet ändrar färgen färg en gång och slutligen kommer beläggningen inte längre att reagera på värme eller kyla.

Användningsområden

Termokrombläck av returtyp används i större utsträckning än sina motsvarigheter för "engångsbruk". Dessa material har vunnit stor popularitet bland bilägare som vill göra sin bil original när det gäller yttre design.

bilskydd

Värmekänslig lack är en gudagåva för den som gillar att experimentera och vara kreativ inom bilvård. Alla kan skapa en ny intressant bild för sin järnhäst med sina egna händer, eftersom det inte är svårt att arbeta med färg som ändrar färg. Den kan till och med appliceras med en vanlig pensel eller roller, även om det bästa alternativet för att måla en bilkaross är förstås en färgspruta.

Termokromt material kan inte bara vara en höjdpunkt i inredningen, utan också ha en viktig praktisk funktion: om bilbeläggningen vid uppvärmning blir vit eller en annan ljus nyans, då i varmt väder kommer kroppen att kunna reflektera solens strålar och yta bilen kommer att överhettas mindre.

För att skapa en komplex visuell effekt kan du använda följande teknik: måla bilen i flera lager av termisk färg, med hjälp av föreningar med olika temperaturtrösklar. Hur klar vägg från gammal färg hemma? Att lägga till "magi" kommer att hjälpa ritningar gjorda med en stencil eller appliceras för hand (om det finns en konstnärs skapelser).

Färger som ändrar färg med temperaturen Bilen, för vars design värmekänsliga färger mästerligt användes, kan helt enkelt inte gå obemärkt förbi i strömmen av andra bilar!

Samtidigt som du gläds åt möjligheten att dekorera ditt fordon, bör du fortfarande veta att termokromisk färg också har några nackdelar:

lågt ljusmotstånd: för att skydda beläggningen av bilkarossen från de skadliga effekterna av ultraviolett strålning måste du applicera ett lager av speciell lack och utrusta parkeringsplatsen med en baldakin (det bästa alternativet är ett garage);
i händelse av mekanisk skada kommer en fullständig ommålning av maskinen att krävas;
svårigheter att registrera en bil som inte har en permanent färg;
värmekänslig färga- ett dyrt material.

Rätter som ändrar färg

En te- eller kaffemugg, på vars yta en rolig inskription eller teckning visas när en varm dryck kommer in i den, är en bra minnesvärd present. En aptitretare med ett framväxande mönster är en intressant detalj i en dukning. Måla som ändrar färg med temperaturen för att rita?

Och en mängd olika barnrätter som ger en visuell signal när gröt eller mjölk är för varm är en användbar sak i unga mammors vardag.

Viktigt: termokroma färger innehåller inga giftiga ämnen, och rätter målade med dessa material är säkra för hälsan.

Trasa

Textilindustrin använder också kompositioner som ändrar färg beroende på temperatur. Så en vanlig T-shirt som bärs på kroppen kan överraska dig med ett moderiktigt tryck, och ett snyggt mönster eller etikett kommer att dyka upp på jeans.

Souvenirer och dekorelement

Inom denna bransch är ett ovanligt stort utrymme för användning av termokroma material öppet: julleksaker och girlanger, andra semestertillbehör, originallampor och ljusstakar, nyckelringar, presentpapper och mer. Det fina är att många saker kan göras och målas med dina egna händer, till exempel måla en bild eller skapa en panel med en "hemlighet".

Tryckta produkter

Visitkort som "vaknar till liv" genom beröring av varma händer, reklamhäften eller tidningar som marknadsför parfym (gnugga sidan!), bilderböcker för barn, vykort - allt detta produceras ofta med värmekänsliga föreningar, eftersom deras färgpalett är ganska rik.

I allmänhet kan alla hitta en original användning av dessa ovanliga material i vardagen på egen hand, visa fantasi och anstränga sig lite.

Ytterligare information:

En annan fördel som termokrom färg har är priset. Det är ganska lågt, med hänsyn till egenskaperna hos detta material (1500 rubel för en 25-grams burk, vilket räcker länge). Sådana lösningar lockar kunder och är ett utmärkt reklamdrag.

Under + 20 grader - för applicering av ämnet på disken som kommer att användas för läsk.
+ 29 ... + 31 grader - lämplig för ytor som kommer att ändra färg när de utsätts för kroppstemperatur (vid beröring). Användningen av denna effekt används ofta i reklam, på T-shirts, i tidningar och på häften.
Över + 43 grader - material avsedda för produkter som kommer att interagera med varma temperaturer (rätter för varma drycker). I det här fallet utför färgbyteseffekten inte bara en dekorativ utan också en varningsfunktion.

För applicering på muggar används termokromisk färg med barriär under +20 grader Celsius.

Vanligtvis är termokroma pigment giftiga och används endast i begränsad omfattning, men utvecklarna av The Unseen lyckades bli av med detta problem genom att hitta och syntetisera liknande, men ofarliga ämnen. Hur ändrar man färgen hemma? En förändring i temperatur får dessa molekyler att anta en eller annan rumslig konformation, vilket förändrar spektrumet av absorberad strålning.

Beroende på den specifika färgen i satsen kan detta hända vid olika temperaturer. Till exempel, "kall" blå och vit övergång till varandra runt 15 ° C, och "het" röd och svart - vid 31 ° C.

Boker har utvecklat flera färgämnen som ändrar färg i olika temperaturområden. Övergångspunkterna motsvarar övergången mellan rums- och utomhustemperatur, eller motsvarar människokroppens temperatur. Bland de kompositioner som utvecklats finns svart färg, som ändrar färg till röd när den utsätts för varm luft, det finns färger som växlar från svart till vit, från silver till ljusblå, från blå till vit och från svart till gul.

För att skapa en komplex visuell effekt kan du använda följande teknik: måla bilen i flera lager av termisk färg, med hjälp av föreningar med olika temperaturtrösklar. Att lägga till "magi" kommer att hjälpa ritningar gjorda med en stencil eller appliceras för hand (om det finns en konstnärs skapelser). Bilen, för vars design värmekänsliga färger mästerligt användes, kan helt enkelt inte gå obemärkt förbi i strömmen av andra bilar!

Men även de första proverna i promovideor låter oss föreställa oss effekten av att använda sådan hårfärgning. När lockarna - under påverkan av temperaturen från den blåsande hårtorken, ändra nyanser från mörka, nästan svarta med ett lätt rödaktigt skimmer till ljust rött och till och med ljusrött.
Ser tillräckligt intressant ut. Dessutom lovar skaparna av färgen dess maximala säkerhet: att det inte kommer att vara mer skadligt än konventionella hårfärger som säljs idag.

Termokroma (termokänsliga) färger är mycket populära inom livsmedelsindustrin. En bild täckt med sådan färg och placerad på produkten informerar konsumenten om produkten har nått önskad temperaturregim, till exempel i ett kylskåp eller ugn. Termokromfärg används även av tillverkare av öl, alkoholhaltiga drycker (flaskor, etiketter, klistermärken etc.), där den signalerar att drycken är kyld, vid tillverkning av keramiska fat (koppar, glas, tallrikar) och används även i olika typer av PP, PVC, ABS, silikongummi och andra transparenta eller genomskinliga plastmaterial för formsprutning, extrudering, offset, screentryck, screentryck, flexografi.

Bestämning av färgfaktorer. Vad är färg i termer av kemi? Det är omöjligt att överväga den kemiska essensen av färg utan kunskap fysikaliska egenskaper synligt ljus. Vi är skyldiga den store engelske fysikern I. Newton det faktum att han förklarade fenomenet med nedbrytning av vit färg till en uppsättning strålar av färgspektrumet. Varje våglängd motsvarar en viss energi som dessa vågor bär. Färgen på något ämne bestäms av våglängden, vars energi råder i denna strålning. Himlens färg beror på hur mycket solljus som når våra ögon. Strålar med kort våglängd (blå) reflekteras från molekylerna av luftgaser och sprids. Vårt öga uppfattar dem och bestämmer himlens färg - blå, blå (tabell 3.).

Samma sak händer när det gäller färgade ämnen. Om ett ämne reflekterar strålar av en viss våglängd, så är det färgat. Om energin från ljusvågor i hela spektrumet absorberas eller reflekteras lika mycket, ser ämnet ut som svart eller vitt. Det mänskliga ögat innehåller ett optiskt system: linsen och glaskroppen. Näthinnan innehåller ljuskänsliga element: kottar och stavar. Konerna gör att vi kan urskilja färger.

Tabell 3. Färg på ämnen som har ett absorptionsband i den synliga delen av spektrumet

Det vi kallar färg är alltså resultatet av två fysikaliska och kemiska fenomen: ljusets växelverkan med ett ämnes molekyler och effekten av vågor som kommer från ett ämne på ögonens näthinna. Så, första faktorn färgbildning - ljus.

Tänk på exempel på följande, andra faktorn- ämnens struktur.

Metaller har en kristallin struktur, de har en ordnad struktur av atomer och elektroner. Färg är relaterad till elektronernas rörlighet. Vid belysning av metaller dominerar reflektion, deras färg beror på våglängden de reflekterar. Den vita lystern beror på den enhetliga reflektionen av nästan hela uppsättningen av synliga strålar. Detta är färgen på aluminium, zink. Guld har en rödgul färg eftersom det absorberar blå, indigo och violetta strålar. Koppar har också en rödaktig färg. Magnesiumpulver är svart, vilket betyder att detta ämne absorberar hela spektrumet av strålar.

Nästa, tredje färgens utseendefaktor är ämnens joniska tillstånd. Färgen beror också på miljön runt de färgade partiklarna. Katjoner och anjoner i lösning är omgivna av ett skal av ett lösningsmedel som påverkar jonerna.

Faktorer som påverkar färgförändring kemiska substanser. När du genomför ett enkelt experiment med tillsats av följande ämnen till en lösning av betorjuice (hallonfärg): ättiksyra; en lösning av alkali eller vatten, som ett resultat kan en förändring i färgen på rödbetslösningen observeras. I det första fallet ändrar det sura mediet färgen på rödbetslösningen till lila, i det andra experimentet ändrar det alkaliska mediet färgen på lösningen till blått, och tillsatsen av vatten (neutralt medium) orsakar inte färgförändringar.

Kemister känner till indikatorn för att bestämma den alkaliska miljön - fenolftalein. Det ändrar färgen på alkalilösningar till röd. Ett historiskt faktum är förknippat med en förändring i färgen på järnjonen när den omges av kaliumtiocyanat i en blodig färg. År 1720 organiserade politiska motståndare till Peter I från prästerskapet i en av St. Petersburgs katedraler en "mirakel"-ikon av Guds Moder, som började fälla tårar, vilket kommenterades som ett tecken på hennes ogillande av Peters reformer . Peter I undersökte noggrant ikonen och lade märke till något misstänkt: han hittade små hål i ikonens ögon. Han hittade också källan till tårar: det var en svamp indränkt i en lösning av järntiocyanat, som har en blodröd färg. Vikten jämnt pressad på svampen, pressar ut droppar genom ett hål i ikonen. "Här är källan till mirakulösa tårar," sade kejsaren.

Kemikalier är en del av naturen som omger oss från alla håll. Djurblod och bladgrönt innehåller liknande strukturer, men blod innehåller järnjoner - Fe, och växter - Mg. Detta säkerställer färgen: röd och grön. Förresten, talesättet "blått blod" är sant för djuphavsdjur, vars blod innehåller vanadin istället för järn. Även alger som växer på platser där det finns lite syre har en blå färg.

Växter med klorofyll kan bilda organomagnesiumämnen och använda ljusets energi. Färgen på fotosyntetiska växter är grön.

Järnhaltigt hemoglobin används för att transportera syre genom hela kroppen. Hemoglobin med syre färgar blodet ljusrött, och utan syre ger blodet en mörk färg.

Det är nödvändigt att dra följande slutsatser om färgens fysikalisk-kemiska natur:

Den första faktorn i bildandet av färg är ljus;

Den andra faktorn är ämnens kemiska struktur;

Den tredje faktorn för färgens utseende är kemikaliernas joniska tillstånd, färgen beror på miljön runt de färgade partiklarna.

4.2. Kemi av färgämnen .

Färgens harmoni är en av komponenterna i designkonsten. De äldsta färgerna var träkol, krita, lera, cinnober och några salter som kopparacetat (ärd). Färger och färgämnen används av konstnärer, dekoratörer och textilarbetare.

Användningen av de första färgämnena - oorganiska pigment - började på stenåldern. Primitiva människor använde färgade naturliga mineraler för att måla kroppen, olika hushållsartiklar och kläder. Vackra teckningar i grottor har överlevt till denna dag och överlevt sina skapare i hundratals århundraden. Det är färgade mineraler, tillsammans med ädla metaller, som alltid har varit symboler för makt och människors rikedom. Med mänsklighetens utveckling växte behovet av färgämnen bara.

Tillbaka på tionde århundradet f.Kr., på botten av Medelhavet nära staden Thira (forntida Fenicien) fångade de nålsniglar. Slavar dök i havet för dessa sniglar dag efter dag. Andra slavar klämde ut dem, malde dem med salt och utsatte dem för ytterligare bearbetning, som bestod av många operationer. Det utvunna ämnet var först vitt eller blekt gult, men blev under inverkan av luft och solljus gradvis citrongult, sedan grönt och fick slutligen en magnifik violettröd färg. Mottagen lila under flera århundraden var det mest värdefulla av alla färgämnen. Han var då en symbol för makt – rätten att bära lilafärgade dräkter var ett privilegium för de härskare och adelsmän som stod dem närmast. Färgar bara en kvadratmeter tyger med färgämne som erhållits på detta sätt var mycket dyra. För att få ett gram lila behövde faktiskt 10 000 sniglar bearbetas!

Tyres slavars brytande arbete är inte det enda exemplet i sitt slag i historien. Några hundra år senare indigo- violettblått färgämne, extraherat från växten Indigofera tinctiria, har blivit ett av de stora källor vinst för det brittiska ostindiska kompaniet. Ostindiska kompaniets fartyg levererade årligen från 6 till 9 miljoner kilo av detta värdefulla färgämne till alla delar av världen. De brukade måla segel, nu jeans.

Numera kräver tillverkningen av moderna billiga och samtidigt ljusa färgämnen i alla färger och nyanser inte längre slavars eller koloniernas ryggbrytande arbete. De, inklusive lila och indigo, produceras i kemiska anläggningar. Däremot har lila och indigo förlorat sin forna glans. De ersattes av mer ljusäkta syntetiska färgämnen, ett brett urval som vi har idag.

Vägen till den nuvarande framgången öppnades tack vare många kemiska forskares arbete. 1826, 1840 och 1841 erhöll Unferdorben, Fritzsche och Zinin oberoende anilin från indigo. År 1834 upptäckte Runge anilin i stenkolstjära, samma år upptäckte han fenol, och lite senare, det första färgämnet från stenkolstjära - rosolsyra ger lila färg.

År 1856 fick den 18-årige kemisten Perkin, som arbetade under semestern i sitt hemlaboratorium, i ett misslyckat försök att syntetisera kinin, oväntat ett ljust rödviolett färgämne - flytta in. Tillsammans med sin far och bror grundade Perkin ett företag och organiserade ett år senare produktionen av mauveine i fabriksskala. Därmed lade Perkin grunden för skapandet av anilinindustrin.

1868 avslöjade Grebe och Liebermann hemligheten alizarin- ett rött färgämne som extraherats från rötterna av madder. Synteser följde. eosin och andra ftaleinfärgämnen av Bayer och Caro och dechiffrering av strukturen hos antracenfärgämnen av E. Fischer och O. Fischer. I slutet av XIX-talet. dessa prestationer kulminerade i det industriella införandet av syntesen av indigo enligt den metod som utvecklats av Heimann och andra kemister.

Tyska kemisters förtjänst i utvecklingen av färg- och lackindustrin är stor. Så tidigt som 1911 exporterade tyska företag 22 000 ton syntetisk indigo. Genom att samtidigt producera 1500 ton billigt syntetiskt alizarin ersatte de nästan helt naturligt alizarin, vilket ledde till en kraftig minskning av madderaveln.

Varför får ämnen upplysta av vitt ljus en viss färg? Faktum är att ljuset, när det passerar genom färgämnet, absorberas av dess molekyler. Strukturen hos färgämnesmolekyler är sådan att ljus absorberas selektivt. Färgämnesmolekylen "väljer" strålarna som utgör vitt ljus, linjerna i spektrumet, som bara är karakteristiska för den. Förlorar en del av färgerna färgas den infallande strålen av de så kallade komplementfärgerna (grön - röd, gul - violett, blå - orange) Till exempel kommer förlusten av rött att resultera i grön färg.

Vad beror ett ämnes absorptionsspektrum på? Före oss är formeln för färgämnet relativt enkel struktur: Det är exakt kemiskt namn- n, n "-dimetylaminoazobensensulfonatnatrium. Detta ämne används som en indikator, det kallades annars - metylorange. Detta färgämne är dock inte lämpligt för färgning, eftersom när syra tillsätts blir den gula färgen röd. Det är ingen slump att organiska färgämnen har en komplex struktur. Studier av många kemister har gjort det möjligt att fastställa ett samband mellan föreningens färg och dess struktur. Grunden, eller kärnan, av färgämnesmolekylen bildar som regel en ringstruktur. Färgbärare - kromoforer - måste fästas på den. Dessa är alltid omättade grupper:

CH=CH är etengruppen;

С=О – karbonylgrupp (oxogrupp, ketogrupp);

N=N - azogrupp;

N=O, nitrosogrupp;

NO2 är en nitrogrupp.

Kärn- och kromoforgrupperna bildar tillsammans ett färgat system - en kromogen. I de flesta fall ger närvaron av endast en kromofor ännu inte färg. Till exempel i den orange molekylen b-karoten- morotsfärgämne - innehåller 11 dubbelbindningar. Dessutom beror färgen på hur exakt kromoforerna är placerade och kopplade till varandra. För att förstärka färgen, fördjupa dess nyans och för att uppnå större färgbeständighet måste ytterligare grupper, auxochromes, fästas på kärnan med kromoforen. Dessa inkluderar i första hand hydroxylgruppen OH och aminogruppen NH2, som inte bara påverkar färgen utan också, på grund av sin sura eller basiska karaktär, ökar färgämnets affinitet till fibern. Den moderna elektroniska teorin om färg betraktar färg som ett resultat av interaktion med ljuset från färgämnesmolekylens elektronmoln. Det är på dess parametrar, som bestäms av närvaron av kromofor- och auxokromoforgrupper, som molekylens absorptionsspektrum beror.

Fosforer. Konventionella färgämnen sprider det absorberade ljuset i form av infraröd strålning som är osynlig för det mänskliga ögat. Det finns dock molekyler som kan, efter att ha blivit exciterade på grund av extern energi, återgå till det oexciterade tillståndet, att avge strålar med synlig färg. Dessa är fosforer. Den energi som krävs för deras glöd kan vara kemisk ("fosforer"), mekanisk ("triboluminoforer"), elektrisk ("elektroluminoforer") eller ljus ("fotoluminoforer"), såväl som under påverkan av strålning.

Fosforescerande fosfor finns i naturen. Glöd kan uppstå på grund av långsam oxidation av ett ämne i luft (till exempel vit fosfor, luciferin hos vissa insekter, mikrober, svampar, fiskar). Sådana ämnen utan tillgång till ett oxidationsmedel (luftsyre) lyser inte. Vissa ämnen kan lysa när de gnuggas eller skakas (till exempel kristallint chelidonin, vissa manganaktiverade sulfider, etc.). Denna glöd kallas triboluminescens. Ämnen som lyser i närvaro av strålning eller röntgenstrålar osynliga för ögat används för att göra permanent lysande föreningar. Till exempel används paraffin som ett radioaktivt ämne, i vars molekyler några av de vanliga väteatomerna (protium) ersätts med atomer av supertungt radioaktivt väte (tritium). På grund av närvaron av radioaktiva element i kompositionen är sådana synliga ljuskällor hälsofarliga. Elektroluminoforer används i stor utsträckning inom ljusteknik.

Det är dock oorganiska eller organiska fotoluminoforer som används som fosforfärgämnen. Beroende på excitationstiden för deras molekyler kan fosfor lysa i mörkret med en excitationstid på flera timmar (många sådana lysande leksaker säljs), eller vid korta tider förvandlas fosfor helt enkelt till en karakteristisk färg. Av särskilt intresse är sådana fosforer som aktivt absorberar UV-strålning. Kläder färgade med sådana fosfor "bränner" ljust i solen. De röda kläderna för de anställda vid ministeriet för krissituationer är synliga i många kilometer även i dimman. Fosforfärger används för vägskyltar och reklam, räddningsbåtar. Men det finns också oväntade användningsområden för sådana fosforer.

UV-skydd. Det finns många kosmetika på marknaden som skyddar en person från skadlig UV-strålning, till exempel solskyddsmedel. De huvudsakliga aktiva komponenterna i dessa produkter är UV-absorbenter - samma fosfor som absorberar skadlig hård strålning.

Men inte bara människokroppen behöver skyddas från ultraviolett strålning. UV-absorbenter - ljusstabilisatorer - används ofta för att skydda polymerer. Ett exempel är Tinuvin. I det oexciterade tillståndet bildas en stabil vätebindning mellan vätet i hydroxylgruppen och den närmaste kväveatomen. Dess stabilitet beror på bildandet av en stabil hexagon. Absorptionen av ett UV-strålningskvantum är tillräckligt för att förstöra denna ring. När den återställs avges energi, men detta är inte längre skadlig ultraviolett, utan säker infraröd strålning. (Ytan på alla metallföremål som utsätts för miljöär förstörd. Deras skydd är mest effektivt med färgade pigment: aluminiumpulver, zinkdamm, rött bly, kromoxid).

Optiska vitmedel. Var och en av er måste ha märkt att på discot, när du sätter på en speciell bakgrundsbelysning, börjar vita skjortor och blusar av människor att lysa klart i blått. Ett ark vitt papper kommer att lysa ännu starkare. Det betyder att speciella fosforer - optiska vitmedel - har lagts till tyget på dina kläder och papper. Deras verkan liknar verkan av vanlig "blå", som tidigare sattes till vattnet under tvätt, för att bleka kläder. Idag, i syfte att bleka, införs ämnen i sammansättningen av tvättpulver som ger tyget en blåaktig fluorescens.

Den blå färgen som kompletterar gult "dödar" tygets gulhet. Samma sak görs av fosforn som förvandlar UV-strålning till blå strålning. Samtidigt skyddar det materialet från ultraviolett strålning.

Fosfor för växthusfilm. Den vanliga växthuspolyetenfilmen är redan föråldrad (förresten, "växthuseffekten" beror på det faktum att UV och synliga strålar passerar genom polyetenskiktet nästan utan förlust, och polyeten är ogenomskinlig för termiska infraröda strålar från markytan) . Det finns nya fotokonverterande filmer som lyser rött i solen. Det avges av en speciell fosfor syntetiserad på basis av europiumoxid, som omvandlar grön, blå och UV-strålning till röd. Visst är det väldigt vackert, det handlar inte om skönhet.

En växt i det inledande utvecklingsstadiet kräver en stor mängd rött för att växa grön massa (löv). Detta är syftet med fosforn. Den har en komplex struktur som ger stegvis omvandling av UV-strålning till den önskade röda färgen. Därför ökar mängden röd färg i ljuset som faller på växternas löv flera gånger, vilket leder till en ökning av utbytet av växthusgrödor. Det är sant att när det är dags för fruktmognad bör en sådan film ersättas med blå. Tvärtom absorberar den röda strålar. Bladen slutar växa, all energi från växten riktas mot tillväxten av frukter.

Förlorad flod. Fluorescens är tydligt synlig även när 1 g radomin 6G är löst i 100 000 liter vatten. Fosfors förmåga att vara ovanligt lätt att upptäcka i försumbara koncentrationer används för att bestämma riktningen för underjordiska vattenströmmar. Ett exempel är lösningen av frågan om Donaus "försvinnande". I de övre delarna av denna flod, nära järnvägsstationen i Imedingen, förloras det mesta av Donaus vatten i lösa kalkstenar. För att fastställa vattenrörelsens riktning 1877 hälldes 10 kg fluorescein i Donau nära denna station. Efter 60 timmar hittade en av de exponerade stolparna en distinkt fluorescens i en liten flod. I modern tid har denna egenskap hos fosforn visat sig vara mycket användbar vid miljöinspektioner av läckor och avloppsvattenproduktion. Låt oss inte glömma systemet för skydd genom fosforutskrift av dokument och slutligen sedlar.

kvantprickar. Fosfor nanopartiklar (quantum dots) absorberas av mikroorganismer med näringsmedia, låter dig spåra deras rörelse och utveckling i en levande organism. Den selektiva absorptionen av sådana partiklar av maligna celler används redan för att diagnostisera cancer och andra sjukdomar i ett tidigt skede.

Utöver de som beskrivs ovan finns det många intressanta färgämnen. Till exempel har fotokroma färgämnen utvecklats som ändrar färg med en ökning av dosen av UV-strålning, en ökning av temperaturen och verkan av ett elektriskt fält. Det finns färgämnen som färgar filmar olika i reflekterat och genomsläppt ljus. En stor artikel kan skrivas om interferensfärgning med flerskiktiga pärlemorskimrande pigment, om holografisk färgning, om användningen av flytande kristallstrukturer, om digitaltryck och mycket mer.

Trots att de grundläggande reglerna för att skapa kromoformolekyler är kända, orsakas upptäckten av ett nytt färgämne även idag ibland av en lycklig olycka. Tekniken för färgämnen är både kemi och fysiologi och konst.

5. Grundläggande mönster för färguppfattning:

Ett nytt sätt att minimera skador från fel i olika konstruktioner kan vara att utveckla förbättrade metoder för att upptäcka fel innan de blir kritiska. Och det är här material som ändrar färg när de skadas kan komma till undsättning.

Att lägga till speciella nanopartiklar till ett transparent polymerharts resulterar i ett smart material som ändrar färg när det skadas eller nära att gå sönder. Sådana material kallas "material med en föränderlig karaktär" (eng. " humörring material ", bokstavligen, material för en stämningsring som ändrar färg beroende på en persons temperatur," förklarade Cole Brubaker, doktorand vid Laboratory for Reliability Systems (LASIR) vid Vanderbilt University.

Materialet ändrar färg som svar på mekanisk påfrestning.

Intelligent övervakningsteknik är för närvarande en av de mest studerade frågorna inom civil-, mekanik- och flygteknik. Dessa frågor behandlas främst genom utvecklingen av nätverk av fysiska sensorer som är knutna till strukturer av intresse. Men detta tillvägagångssätt har nackdelar i form av höga kostnader för utrustning och komplex bearbetning av mottagna data.
LASIR-forskare har tagit ett annat tillvägagångssätt och införlivar självlysande nanopartiklar i själva materialet, som reagerar på mekanisk stress genom att ändra deras optiska egenskaper. Detta tillvägagångssätt låter dig skapa en ny typ av övervakningssystem som är effektivt och kostnadseffektivt.

"För närvarande finns det två sätt att hålla allt från broar till flygplan säkert," sa forskarna. - "En av dem är när människor ständigt genomför direkt inspektion av strukturer. Problemet med detta är att den här metoden är mödosam och människor kan inte se väldigt små sprickor. En annan metod är att introducera komplexa nätverk av sensorer i det övervakade objektet som kontinuerligt utvärderar tillståndet av strukturen och leta efter små sprickor och hitta dem innan de blir för stora och börjar påverka strukturens säkerhet. Problemet är att sådana nätverk är mycket dyra och, när det gäller flygplan, tillför mycket vikt. vi behöver några och sedan byt material vi använder för att få fram dessa små sprickor."

Teamets inledande forskning visade att tillsats av små koncentrationer av specialnanopartiklar (1 till 5 viktprocent) till en optiskt klar polymermatris resulterar i en karakteristisk förändring av materialets optiska egenskaper när det utsätts för ett brett spektrum av tryck- och dragbelastningar.

En grupp forskare vid Vanderbilt University är inte de enda som använder nanopartiklar för att skapa smarta material, men de har en fördel. De använder en speciell typ av nanopartikel som kallas kvantprick av vit ljus. Dessa kvantprickar är unika eftersom de avger vitt ljus där andra kvantprickar bara avger ljus vid vissa våglängder.

Dessa speciella kvantprickar upptäcktes av misstag 2005 vid Vanderbilt University medan man studerade kvantprickar baserade på kadmiumselenid.

Kvantprickar av vitt ljus har unika optiska egenskaper jämfört med andra nanopartiklar eftersom emission av vitt ljus är ett ytfenomen. När sådana nanopartiklar placeras i ett material reagerar de på vad som händer runt omkring dem.

Under preliminära tester belades glasfibrer och aluminiumremsor med en polymerbeläggning innehållande vita ljusa kvantprickar och utsattes för yttre belastningar av varierande intensitet. De fann att intensiteten av spektrumet av strålning som emitteras av kvantpunkter minskar när belastningen ökar.

Grafen visar att det vita ljusspektrat av kvantprickar i epoxiharts på aluminiumremsor minskar när dragbelastningen på bandet ökar.

(LASIR Lab / Vanderbilt)

"Det finns fortfarande en hel del osäkerhet om mekanismen bakom fenomenet, men vi har visat att att lägga till dessa kvantprickar till ultratunna polymerbeläggningar på metallytor kan ge tidig varning när den underliggande metallen är skadad på något sätt", forskarna sa.

Forskare tror att kvantprickar avger ljus i ett brett spektrum, eftersom mer än 80 procent av atomerna ligger på ytan. De vet också att bindningen mellan ytatomer och deras omgivande molekyler spelar en avgörande roll.

Således bekräftade forskarna att materialet kan fungera som en ny typ av töjningsmätare som ständigt registrerar den mekaniska påverkan på det.

Forskarna stod också inför ett antal svårigheter. Till exempel, i ett antal tester, deformerades epoxicylindrar till en cylinderform när de komprimerades, och emissionsspektrumet ökade faktiskt snarare än minskade. Forskarna föreslår att detta hände eftersom deformationen klämde nanopartiklarna närmare varandra och deras koncentration i deformationsområdet ökade.

Förutom det finns det ytterligare ett problem som de måste lösa för att få skadedetekteringssystemet att fungera. Kvantprickar lider av ljusexponering. Det vill säga när de utsätts för ljus minskar de gradvis sin glöd över tiden. Som ett resultat måste sådant material skyddas från yttre ljus.

"Det finns många problem som måste lösas innan vi kan skapa ett smart material som är redo för verkliga tillämpningar, men trenden är positiv", säger forskarna.

Riktigt skott av hårfärgningsfärgförändring under varm luft

The Unseen / Vimeo

Termokroma pigment är ämnen eller blandningar av ämnen som ändrar färg beroende på temperatur. Många ämnen har denna förmåga, men som regel kräver färgförändring mycket höga temperaturer och är förknippad med fasförändringar eller kemiska reaktioner. Det finns flera klasser av ämnen för vilka termokroma egenskaper är väl uttalade och uppträder vid låga temperaturer. Det är tack vare dem att du i butiker kan hitta muggar, vars mönster förändras under påverkan av varmt vatten, termometrar och till och med tyger.

Ofta används flytande kristaller som termokromer - ämnen vars molekyler är ordnade i kolonner eller ark, även trots det flytande tillståndet av aggregation. Temperaturförändringar påverkar dimensionerna på strukturerna, såsom bredden på arken. Detta återspeglas i materialens optiska egenskaper. Den andra klassen av termokromer är organiska färgämnen som reversibelt kan ändra sin färg på grund av kemiska omvandlingar. Ett exempel på sådana föreningar är spiropyraner - i strukturen av deras molekyler finns två ringar av atomer kopplade på ett ställe. När mediets temperatur eller surhet ändras kan ringarna öppnas, vilket kraftigt förändrar ämnets egenskaper och färg. Men som regel är sådana färgämnen giftiga för huden, vilket begränsar deras användning.

Författarna till utvecklingen blev inspirerade skede från filmen "Witchcraft", där filmens hjältinnor ändrar hårfärgen på en av dem med hjälp av en trollformel. För att minska färgens toxicitet använde utvecklarna polymera bindemedel. "Vi kan förhindra de skadliga effekterna av dessa kemikalier genom en process som kallas "polymerstabilisering", där kedjeliknande molekyler (polymerer) lindar sig runt irritanten, säger Lauren Boker, grundare av företaget.

Det finns andra typer av pigment som ändrar färg under inverkan av yttre påverkan. Till exempel ändrar fotokromer färg under inverkan av ljus, mekanokromer - under deformation, elektrokromer - under inverkan av elektrisk ström. Förutom att använda dessa ämnen för dekoration, använder forskare också omvandlingar av föreningar för grundläggande ändamål. Så för ett år sedan skapade kemister från Tyskland och Japan "saxar" i nanoskala som kan öppnas och stängas reversibelt under påverkan av ljus. De var baserade på en DNA-molekyl modifierad med fotokrom azobensen.

Vladimir Korolev

Vi har alla några knep. Många av oss känner flera enkelt fokus, som du kan överraska vänner på en fest eller visa för barn och få dem att skratta. Idag ska vi göra ett slags kemiskt experiment, som också kan bli ett vackert trick.

Låt oss titta på videon först:

Så för att förbereda vår mirakelvätska kan du behöva gå till apoteket, men vi försäkrar dig - det är värt det.

Vi kommer att behöva:
- Två glas av samma storlek;
- Två små glas (kan vara gjorda av plast);
- En behållare där vi kommer att hälla varmt vatten;
- En sked som vi ska blanda med;
- Potatis- eller majsstärkelse;
- Ett gram C-vitamin;
- Tinktur av jod;
- Väteperoxid (3%);
- Sprutor för mer exakt dosering av alla komponenter.

Om C-vitamin är i form av tabletter, måste de krossas till pulver. Först och främst måste vi lägga till ett gram vitamin i ett plastglas och tillsätta 60 ml varmt vatten.

Nästa steg är att förbereda flytande stärkelse genom att blanda en tesked stärkelse i 150 ml kallt vatten. Tillsätt sedan ytterligare 150 ml varmt vatten och rör om väl.

Vi tar två identiska glas och häller 60 ml varmt vatten i dem.

I det första glaset, tillsätt 5 ml tinktur av jod och 10-12 ml vätska med vitamin C. Efter att ha tillsatt vätskan med vitamin kommer jod att missfärgas helt.

I det andra glaset, tillsätt 15 ml väteperoxid och 7 ml flytande stärkelse.

Förberedelsestadiet är över vilket gör att du kan gå vidare till själva fokuset. Vi tar glas och häller vätskan från en till en annan.

Efter det är det bara att sätta ett glas på bordet och vänta. Vätskan kommer snart att ändra färg till mörk. Inom kemi är detta experiment känt som jodklockan. Om vi anger kärnan i experimentet på det mest lättillgängliga sättet, så kan vi säga att detta är en slags konfrontation mellan stärkelse, som förvandlar jod till en mörk vätska, och vitamin C, som förhindrar detta. I slutändan är vitaminet helt förbrukat och vätskan ändrar omedelbart sin färg. Magin fungerade. Förresten, om du tillsätter lite mer C-vitaminpulver i en mörk vätska kommer vätskan återigen att bli missfärgad ett tag.