温致变色

防伪材料的进展摘要随着高分辨率仪器的生产技术的提高，更多精仿的赝品也不断涌现，给人们的识别造成了很大的困难，并且给国家带来了巨大的损失，因此，我们需要开发新的防伪技术和研究新的防伪材料。

目前，很多具有特殊化学，物理，电学和电学性能的物质被用来预防和检测赝品。

在这篇综述里，我主要介绍一下防伪材料目前的研究现状和一些研究进展，包括荧光材料，光致发光材料等一些功能材料的最新研究，还有一些记录材料主要是全息防伪记录材料聚丙烯酸酯膜材料的改性的一些想法和思路。

1.引言假冒伪劣，恐怖袭击，毒品贩卖已经成为世界3大公害。

假冒伪劣屡禁不止，恐怖袭击此起彼伏，凸显防伪的迫切性、严峻性和长期性。

防伪技术对于反恐战争的身份识别和打击假冒伪劣具有重大的现实意义，成为保障国家安全、社会和谐和经济稳定的重要因素。

近些年，科技发展非常迅猛，数码相机，扫描仪，打印机的出现，使得造假者可以用私人电脑生产出高质量的赝品，他们从中谋取暴利。

造假者们不仅侵犯了别人的版权，也对社会产生了巨大的危害。

例如假钞，导致了严重的经济和社会问题。

此外假药让病人的生病处在巨大的风险之中。

防伪技术是一门交叉边缘学科，涉及光学，化学物理学，电磁学，计算机技术，光谱技术，印刷技术，包装技术等诸多领域。

当前应用较多的防伪技术主要有激光全息防伪技术，化学材料防伪技术，纸张[1-4]。

然而目前的一些方法造假者们也都非常熟悉，因此发现新的防伪材料和开创新的防伪技术变得非常重要。

从材料的观点看，有着明显的化学，物理和光学性能的功能材料被用到防伪技术中，因为这些材料本身的特性不容易被复制。

防伪材料通常也分为两类：一类是自身具备防伪特性的材料，另一类是能记录防伪信息的材料。

我们分别把它叫做功能型防伪材料和记录型防伪材料。

本位对这两类的材料的现状和发展趋势进行评论。

2功能性防伪材料功能性防伪材料本身具有特殊的光、油墨、电、磁、热、力学和环境功能，在一定的条件和环境下，显示出独特的光、电、磁、热、力学和环境性能，起到防伪的作用，它们中的大多数是制成油墨，用印刷的方法制成防伪图案加以应用[5-7]。

盘的手链变色的原理是啥
盘的手链之所以能变色,是利用了热致变色技术。

所谓热致变色,是指某些色素材料在温度变化的作用下,能够产生可逆的颜色变化。

这种颜色变化是连续的,并且可控。

典型的热致变色材料有两种:1. 温度敏感液晶这是一类可以感受温度变化并产生顺序色变的液晶材料。

最常用的即是胆固醇液晶衍生物。

这类液晶在室温下呈现一种颜色,当温度升高时,其分子结构发生变化,呈现了另一种颜色。

不同温度段可以呈现不同的颜色。

降温后又会变回原来的颜色。

2. 无定形微粒合金这是一些由两种或多种金属微粒组成的合金粒子。

不同金属之间存在确定的相变温度。

当温度使金属粒子之间发生相变时,其光学性质将发生变化,导致颜色产生可逆变化。

将上述热致变色材料制作成涂层,涂覆在盘的手链表面,就可以实现手链的变色效果。

具体原理如下:1. 佩戴时,手链接触皮肤,吸收体温,温度升高到一定值,使热致变色材料出现颜色变化。

2. 当手链暴露在外界较低温度时,热致变色材料颜色再现原状。

高低温交替,手链颜色就会发生可逆变化。

3. 颜色变化范围取决于所选材料的温度色变区间。

混合多种材料,可以实现多种颜色的循环变化。

4. 颜色变化越是明显,视觉效果越丰富,所以选择温变区间与体温差异较大的材料,可以获得最佳变色效果。

5. 手链中的热致变色材料决定了它的热变色功能。

这是实现盘的手链变色的科学原理。

通过选择合适的热致变色技术方案,可以给消费者带来更奇妙的盘的手链变色效果。

这种热变色理念也可延伸到更多创意产
品的设计中。

大 学 化 学Univ. Chem. 2022, 37 (1), 2104004 (1 of 7)收稿：2021-04-06；录用：2021-04-28；网络发表：2021-05-10*通讯作者，Email:************.cn基金资助：2021年度教育部“基础学科拔尖学生培养计划2.0”研究课题(20212058)；教育部2020年产学合作协同育人项目(202002060029)；首批国家级线下一流课程建设项目•化学实验• doi: 10.3866/PKU.DXHX202104004 “元素化学实验”中的热致变色现象(一)——部分Co(II)化合物的热致变色现象及其变色机理探讨阮婵姿，潘蕊，许振玲，翁玉华，张春艳，吕银云，董志强，任艳平*厦门大学化学化工学院，化学国家级实验教学示范中心(厦门大学)，福建 厦门 361005摘要：以探讨Co 2+鉴定实验过程中意外发现在适量CoCl 2溶液中加入适量NH 4SCN 溶液的体系具有可逆热致变色现象为切入点，在分析和探讨其热致变色机理的基础上，顺势通过“先做后教、以做定教”实验教学的“翻转课堂”模式，即学生完成元素化学实验，具有亲身经历和切身体会后，以“问题”为导向，以生动直观的演示实验现象为基础，引导学生直观认识一些Co(II)化合物的热致变色现象及其影响因素，启发学生应用化学原理与化学知识解释和探讨热致变色现象产生的本质，以加深学生对配合物的结构、性质以及分裂能概念的理解，培养学生的观察、分析、判断、归纳、推理、总结和探索规律的能力以及“批判性”思维能力。

关键词：Co(II)化合物；热致变色；影响因素；机理探讨中图分类号：G64；O6Thermochromic Phenomena in “Elemental Chemistry Experiment” (I): Thermochromic Phenomenon and Discussion on Thermochromic Mechanism of Some Co(II) CompoundsChanzi Ruan, Rui Pan, Zhenling Xu, Yuhua Weng, Chunyan Zhang, Yinyun Lü, Zhiqiang Dong, Yanping Ren *National Demonstration Center for Experimental Chemistry Education (Xiamen University), College of Chemistry and Chemical Engineering, Xiamen University, Xiamen 361005, Fujian Province, China.Abstract: In the Co 2+ identification experiment, it was accidentally found that with an appropriate amount of SCN − added into CoCl 2 solution, the solution presented reversible thermochromic phenomenon. Inspired by this phenomenon, the “flipped classroom” mode of experimental teaching of “doing first, teaching later, teaching determined by doing” was adopted accordingly based on the analysis and discussion of its thermochromic mechanism. Specifically, students do the experiment first and have questions during the experimental process, then the teacher demonstrates with students based on their questions, leading students to intuitive understanding of the thermochromic phenomenon and its influencing factors of some Co(II) compounds or complexes. This article inspires students to use chemical principles and knowledge to explain and discuss the nature of thermochromic phenomenon, so as to deepen students’ understanding of the structure, properties and concept of splitting energy of complexes. It also cultivates the students’ ability of observation, analysis, judgment, induction, reasoning, summary, conclusion regular and “critical” thinking.Key Words: Co(II) compounds; Thermochromism; Influencing factors; Discussion on thermochromic mechanism . All Rights Reserved.某些物质在受热或遇冷时会发生颜色变化，这种现象称为热致变色(thermochromism)现象。

致变色材料的原理变色材料是一种可以在不同环境条件下改变颜色的物质，广泛应用于玩具、化妆品、纸张、涂料、热敏纸和温度传感器等领域。

变色材料的原理可以概括为以下几种：热敏变色原理、化学反应变色原理、光敏变色原理、电磁场变色原理和机械力变色原理。

热敏变色原理是指变色材料的颜色会受到温度的影响而改变。

它基于物质的热膨胀性质，当温度升高时，材料的分子会因为吸热而放大，导致其结构和电子布局出现变化，从而引起颜色的改变。

一个常见的热敏变色材料是温度变色油墨，它在低温情况下呈现一种颜色，在高温下则呈现另一种颜色。

这种热敏变色材料广泛应用于食品包装、温度传感器和咖啡杯等领域。

化学反应变色原理是指变色材料的颜色会受到化学反应的影响而改变。

这种机制基于化学反应中物质的分子结构和电子能级的变化。

例如，酸碱指示剂是一种常见的化学反应变色材料，它可以通过酸碱中和反应改变颜色。

当酸碱指示剂处于酸性环境中时，它会呈现一种颜色，当处于碱性环境中时，它则会呈现另一种颜色。

这种变色原理被广泛应用于实验室试剂、酸碱中和指示剂和化学传感器等领域。

光敏变色原理是指变色材料的颜色会受到光照强度和波长的变化而改变。

光敏变色材料基于光敏效应，它的分子结构会因为光照而发生改变，进而引起能级结构的改变，从而导致颜色的改变。

例如，光敏变色油墨可以在强紫外线照射下发生颜色变化，这种材料广泛应用于纸币和防伪标签等领域。

电磁场变色原理是指变色材料的颜色会受到电磁场的影响而改变。

这种机制基于电磁场对变色材料分子结构和电子能级的调控作用。

当变色材料处于电磁场中时，电磁场的作用会导致其分子结构和电子能级发生变化，从而引发颜色的改变。

这种原理被广泛应用于光电显示器和光电器件等领域。

机械力变色原理是指变色材料的颜色会受到机械力的影响而改变。

这种机制基于变色材料的力学性质，当外力施加到材料上时，它的分子结构和电子能级会发生变化，从而引起颜色的改变。

例如，压力敏感纸是一种常见的机械力变色材料，它在受到压力后会呈现出不同的颜色。

热致变色示温材料现在工业和科学技术的发展要求测温技术简单、快速、方便准确, 新型的示温材料便应运而生, 它们可以用在难以处理的危险地区或暂时不能接近的地方。

国内外研制示温材料多年, 并已取得相当成就, 开发了许多用于示温的在温度变化时颜色产生明显改变的热色性材料。

目前, 科学家们已在无机物、有机物、聚合物以及液晶等各类化合物中发现大量具有热致变色特性的物质, 它们的颜色变化人们通过肉眼即可观察到, 热色性材料主要用于合成新型的可变色颜料或示温涂料。

2 示温涂料示温涂料主要包括相变涂料和色变涂料, 相变涂料大致分为以下几种。

一种是通过选用规定温度下能熔融的结晶物质作温度指示剂, 利用熔融前后涂层颜色发生变化来测定物体表面温度。

某些物质在室温下是固体状态时呈乳白色, 温度升高达到熔点时, 该物质熔化, 变成无色透明状态, 例如硬脂酸盐熔融成无色透明液体, 如果把它们涂到深色物体上, 低于100℃是白色,高于100℃时会呈现物体本来的颜色。

另一种是吸收型, 选用具有固定熔点的热敏物质与有色颜料混合, 达到熔点温度时, 由于有色颜料吸附, 体系颜色发生变化, 达到测温目的。

例如, 二甲基氨苯偶氮苯15份,二氧化钛4.5份,二甲基纤维素2.5份, 水, 于114℃下熔融, 由黄色变为橙色。

还有一些熔融物质, 如脂肪族高级醇类, 脂肪酸类, 氨基酸, 酯、醚等在某一温度发生凝固熔融现象, 控制显色剂成分的电子接受反应, 使其可逆变色; 例如当高级脂肪醇在孔雀绿内酯和4—羟基香豆素混合制成可逆示温涂料时, 其显色消色是随生成物凝固熔融而产生的, 低温时变色剂孔雀绿内酯供给4—羟基香豆素电子而显色, 而在高温时发生熔融, 孔雀绿内酯保留电子而成很淡的颜色。

其变色温度是组成物中熔融性化合物的熔点附近的温度, 熔融性物质是起显色与消色的作用而存在, 能作为熔融性化合物的物质很多, 主要是有机化合物, 其中脂肪族高级醇类更好。

热致变色机理热致变色，这可真是个神奇的现象，就像魔法一样。

你知道吗？热致变色的一种机理就像是变色龙换衣服。

有些材料里面有特殊的分子结构，就像一群小小的精灵，它们在常温的时候是一种排列方式。

当温度升高，就好比天气变热了，这些小精灵们开始躁动不安，它们的排列结构就发生了变化，就像原本排得整整齐齐的小士兵，突然开始乱了阵脚。

这种结构的改变导致了对光的吸收和反射发生了变化，于是颜色就变了，就像变色龙根据环境改变自己的颜色来隐藏自己一样。

还有一种热致变色机理像一场分子间的热舞派对。

在一些物质里，分子之间有着微妙的关系。

温度低的时候，它们之间像是在跳慢舞，相互靠得比较近，比较稳定。

可一旦温度升高，就像是派对的音乐节奏加快了，分子们开始疯狂地舞动，彼此之间的距离拉开了。

这一拉远，就像舞台的灯光效果变了，原本反射或者吸收的光不一样了，颜色也就跟着变了，就像舞池里的灯光突然从柔和的蓝色变成了热烈的红色。

热致变色有时候像一个调皮的小孩在玩变脸游戏。

某些化合物里面有不同的相态，低温的时候是一种相态，就像小孩带着一张乖巧的脸。

温度升高后，相态发生了转变，就像小孩突然把乖巧的脸换成了调皮捣蛋的脸。

这个相态的转变导致了光学性质的改变，从而颜色也变了，就像小孩变脸那么迅速又神奇。

又像是魔术师的帽子里变戏法。

在一些晶体结构的物质中，低温时晶体结构规规矩矩，像魔术师帽子里整整齐齐叠放的道具。

温度一升高，晶体结构发生畸变，就像魔术师在帽子里捣鼓了一下，道具的摆放乱了。

这一乱，光线在其中传播和被处理的方式就变了，颜色也就魔术般地改变了。

有些热致变色像是一场颜色的冬眠和苏醒。

有一些物质里的分子在低温时处于一种能量比较低的状态，颜色就像在冬眠一样是一种固定的颜色。

当温度升高，分子获得了能量，就像从冬眠中苏醒过来，变得活跃起来，这种活跃带来了颜色的变化，就像冬眠醒来的动物从白色的毛变成了夏天的棕色毛。

还有的热致变色机理像是一场色彩的跷跷板游戏。