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光子学与光子技术将与电子学和电子技术一样作为信息载体或作为控制手段在应用技术和工程方面发挥越来越重要的作用。光子科学与技术是继微电子后发展最迅猛、应用前景更宽阔的学科。光子技术的发展依赖于新材料。光功能材料的研究由于涉及到化学、材料和信息等诸多方面,已成为一个新兴的多学科交叉前沿领域。光功能材料及其应用研究是当代实用型高新技术发展的基础。本论文的主要工作是制备新型光致变色材料,研究材料的特殊光化学性能,为研制和开发新型光功能材料奠定理论基础。具体的研究结果如下:
1.制备了新型多钼酸盐-柠檬酸光致变色复合膜,紫外光照下发现不同有机-无机配比的膜呈现不同的颜色。Raman光谱研究结果表明光照后在不同配比的膜中生成了不同的多钼酸物种,正是由于生成的多钼酸阴离子不同复合膜才呈现不同的颜色。ESR测试发现柠檬酸在光致变色过程中起着电子给体的作用。
2.采用溶胶凝胶法制备了具有可见光变色响应的氧化钼-二氧化钛复合膜。IR、XPS和ESR分析结果表明在复合物中生成了Mo-O-Ti键,该键的存在使该复合物材料具有可见光变色响应。光致变色反应动力学研究发现,光致变色的速度不仅取决于复合物的摩尔配比以及电荷转移能量,而且与柠檬酸的含量有关。摩尔配比与电荷转移能量越低,变色反应的响应速度越快。
3.用再沉淀法制备了多种形貌的偶氮苯粒子。CD光谱表明再沉淀后的偶氮苯粒子具有圆二色性。研究发现溶剂、紫外光照、手性的客体分子都会对偶氮苯的超分子手性产生影响。不同的溶剂导致再沉淀后生成的粒子的形貌不同,圆二色性也不相同。紫外光照会对再沉淀后的手性信号产生重要影响,使之翻转或减弱。在不加入手性客体的偶氮苯体系中,形成的超分子手性在CD光谱上不表现为激子偶合谱,而在加入手性客体分子的体系中,偶氮苯的聚集体则表现出了典型的激子偶合现象。所有这些圆二色性都与偶氮苯分子在超分子聚集体中的堆积模式有关,不同的堆积模式表现出了不同的圆二色性。