I vantaggi dei coloranti fotosensibili nella tecnologia ottica e non solo
Coloranti fotosensibili, capaci di cambiare colore in modo reversibile sotto varie stimolazioni, trovano ampio impiego in diversi settori come la protezione UV, le lenti oftalmiche fotocromatiche, i sensori e i display. La capacità di reagire non solo alla luce UV, ma anche a diverse condizioni come luce visibile, acidi, basi, acqua, stress meccanico e variazioni di temperatura ha reso questi materiali molto versatili.
La ricerca attuale si concentra sulla creazione di materiali organici fotosensibili con risposta nella regione visibile (400-700 nm). Tra i principali coloranti inorganici troviamo composti a base di ossidi metallici, metalli alcalini terrosi, solfuri, composti di rame e di mercurio, mentre tra quelli organici spiccano gli spiropirani, spirossazine, cromomeni, fulgidi, fulgimidi e diarileteni.
La classificazione dei coloranti fotosensibili si basa sulla loro fotosensibilità e sulla reversibilità delle trasformazioni. Questi materiali possono essere divisi in due categorie: P, per reazioni fotochimicamente reversibili, e T, per reazioni termicamente reversibili.
Gli spiropirani sono tra i coloranti fotosensibili più noti, capaci di variare colore sotto luce UV nell’intervallo 250-380 nm. Questi composti subiscono isomerizzazione tra forme ad anello aperto e chiuso, generando la merocianina, una struttura altamente colorata. Altri coloranti come le spirossazine, i naftopirani e i benzocromeni presentano meccanismi simili con variazioni cromatiche sotto stimolazioni specifiche.
In sintesi, i coloranti fotosensibili offrono numerose possibilità nei settori dell’ottica, della cosmetica e oltre, grazie alla loro capacità di reagire in modo reversibile a diversi stimoli ambientali.I coloranti fotocromatici: una panoramica sulle loro proprietà e applicazioni
I coloranti fotocromatici presentano una particolare proprietà di commutazione ottica quando esposti alla luce visibile, aprendo così la strada a varie applicazioni in diversi settori.
Uno degli esempi più noti di coloranti fotocromatici di tipo P sono i fulgidi, derivati dalle anidridi dialchiliden succiniche e sintetizzati per la prima volta nel 1905 dal chimico tedesco Johann Hans Hermann Stobbe. Il termine “fulgidi” deriva dal latino “fulgere”, che significa brillare, in riferimento alla capacità di cambiare colore in risposta alla luce.
La maggior parte dei fulgidi mostra un fotocromatismo reversibile, grazie alla formazione di un anello aromatico dopo l’assorbimento di un fotone. Il processo di elettrociclizzazione sotto luce U.V. converte la conformazione ad anello aperto in una conformazione ad anello chiuso, mentre l’illuminazione con luce visibile permette il processo inverso.
L’aggiunta di sostituenti rende il composto termicamente irreversibile, rendendolo adatto per l’utilizzo in memorie organiche. La possibilità di modificare il tipo di sostituente consente di modulare le frequenze di assorbimento del composto, ampliando le sue potenziali applicazioni.
Oltre ai fulgidi, esistono altri coloranti fotocromatici di tipo P, come i diarileteni che incorporano eterocicli a cinque membri come gli anelli di tiofene o benzotiofene. Lo stilbene, il più semplice diarileteno, presenta reazioni fotocromatiche termicamente irreversibili. Tuttavia, i diarileteni con gruppi arilici fenile o indolo mostrano reazioni termicamente reversibili, aggiungendo ulteriore versatilità a questa classe di composti.
In conclusione, i coloranti fotocromatici di tipo P rappresentano un campo di studio affascinante con potenziali applicazioni pratiche che spaziano dalla memoria organica alla modulazione delle frequenze di assorbimento, aprendo così nuove prospettive per l’innovazione nel settore dei materiali fotosensibili.