Fotocromismo


El fotocromismo es la transformación reversible de una especie química ( fotointerruptor ) entre dos formas mediante la absorción de radiación electromagnética ( fotoisomerización ), donde las dos formas tienen diferentes espectros de absorción. [1] [2] En lenguaje sencillo, esto puede describirse como un cambio de color reversible tras la exposición a la luz.

Una de las aplicaciones fotocromáticas reversibles más famosas son las lentes que cambian de color para gafas de sol , como las que se encuentran en los anteojos. La mayor limitación en el uso de la tecnología fotocromática es que los materiales no se pueden hacer lo suficientemente estables para soportar miles de horas de exposición al aire libre, por lo que las aplicaciones al aire libre a largo plazo no son apropiadas en este momento.

La velocidad de cambio de los tintes fotocromáticos es muy sensible a la rigidez del entorno alrededor del tinte. Como resultado, cambian más rápidamente en solución y más lento en el entorno rígido como una lente de polímero. En 2005 se informó que la unión de polímeros flexibles con baja temperatura de transición vítrea (por ejemplo, siloxanos o acrilato de polibutilo) a los colorantes les permite cambiar mucho más rápidamente en una lente rígida. [3] [4] Algunas espirooxazinas con polímeros de siloxano adheridos cambian a velocidades similares a las de una solución a pesar de que están en una matriz de lente rígida.

Las unidades fotocrómicas se han empleado ampliamente en química supramolecular . Su capacidad para dar un cambio de forma reversible controlado por luz significa que pueden usarse para crear o romper motivos de reconocimiento molecular , o para causar un cambio de forma consecuente en su entorno. Por tanto, se ha demostrado que las unidades fotocrómicas son componentes de interruptores moleculares . El acoplamiento de unidades fotocrómicas a enzimas o cofactores enzimáticos incluso proporciona la capacidad de "encender" y "apagar" las enzimas de manera reversible, alterando su forma u orientación de tal manera que sus funciones estén "funcionando" o "interrumpidas".

La posibilidad de utilizar compuestos fotocrómicos para el almacenamiento de datos fue sugerida por primera vez en 1956 por Yehuda Hirshberg. [5] Desde entonces, ha habido muchas investigaciones por parte de varios grupos académicos y comerciales, particularmente en el área del almacenamiento de datos ópticos 3D que promete discos que pueden contener un terabyte de datos. Inicialmente, los problemas con las retroacciones térmicas y la lectura destructiva persiguieron estos estudios, pero más recientemente se han desarrollado sistemas más estables. [ cita requerida ]

Los fotocromáticos reversibles también se encuentran en aplicaciones como juguetes , cosméticos , ropa y aplicaciones industriales. Si es necesario, se pueden hacer que cambien entre los colores deseados combinándolos con un pigmento permanente .


Una lente de anteojos fotocromática , después de la exposición a la luz solar mientras parte de la lente permanecía cubierta por papel.
Hackmanita antes (arriba) y después (abajo) de la exposición a los rayos UV
Fotocromismo espiro-mero.
Fotoquímica de ditienileteno.
Fotoisomerización de azobenceno.