Studio e applicazioni del fenomeno del fotocromismo nella scienza

Il fotocromismo è un fenomeno che descrive la trasformazione reversibile di certe specie chimiche in risposta all’assorbimento di radiazioni elettromagnetiche. Questo fenomeno provoca la transizione tra due forme, A e B, le quali mostrano diversi spettri di assorbimento. Questa variazione può portare a cambiamenti in alcune proprietà fisiche e chimiche, come l’indice di rifrazione, la costante dielettrica, il potenziale di riduzione e la struttura geometrica.

La scoperta del fotocromismo risale alla fine del XIX secolo. Il chimico tedesco Willy Marckwald fu il primo a studiare la capacità di alcune sostanze di cambiare colore in risposta alla luce ultravioletta. Tuttavia, fu solo nel 1950 che il termine “fotocromismo” fu introdotto dal chimico israeliano Yehudah Hirshberg.

Sistemi fotocromatici

Esistono due principali categorie di sistemi fotocromatici basate sulla stabilità termica della specie generata: quelli fotochimicamente reversibili (P) e quelli termicamente reversibili (T). In entrambe le tipologie, la capacità di ritornare alla forma originale dopo un cambiamento è un aspetto fondamentale del fotocromismo.

Nei sistemi P, il colore cambia in risposta a luce di una particolare lunghezza d’onda e rimane così fino a quando non viene esposta a luce di altra lunghezza d’onda. Al contrario, nei sistemi T, il colore cambia soltanto quando la luce è presente e ritorna alla forma originale una volta che la luce viene rimossa.

Fotocromismo nei composti inorganici

Oggi, i composti di ossido di tungsteno (WOx) sono oggetto di studio per le loro proprietà fotocromatiche. Questi composti promettono interessanti applicazioni in diversi ambiti, come la produzione di dispositivi ottici, sensori di gas, fotocatalizzatori e display a schermo piatto.

Altri composti inorganici noti per le loro proprietà fotocromatiche includono il triossido di molibdeno e diversi ossidi di vanadio. Questi cambiano colore in risposta a specifiche lunghezze d’onda di luce, rendendoli utili in vari dispositivi ottici ed elettrici.

Fotocromismo nei composti organici

Un gran numero di composti organici ha la capacità di cambiare colore in risposta all’irradiazione luminosa, per poi ritornare allo stato originale quando la luce viene rimossa. Questo tipo di fotocromismo ha suscitato molto interesse nel campo della fotochimica, con particolare attenzione ai composti appartenenti alla classe degli spiropirani.

Gli spiropirani, le spiroossazine e i derivati del benzopirano sono tutti composti organici che mostrano proprietà fotocromatiche. Allo stesso modo, gli azocomposti e i diarileteni sono noti per la loro fotoisomerizzazione cis-trans e sono motivo di gran interesse per la ricerca nel campo del fotocromismo.

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