【材料】新型可见光驱动的可逆光致变色体系
光作用具有非直接接触、远程控制、高效及快捷等优点，可逆光致变色材料在信息存储、显示材料、传感器、智能窗户等诸多领域具有重要的应用。目前发展的光致变色体系绝大多数只能被紫外光激活，而紫外光具有极高的能量，不仅对生物体造成损伤，且容易造成变色体系自身的副反应和光降解，极大限制了光致变色体系的应用。可见光不仅对生物体无害，还具有辐射能量高、长距离衰竭慢等优点，因此发展可见光响应型的可逆光致变色材料具有重要的科学意义和实际应用价值。
近日，山东大学国家胶体材料工程技术研究中心的王文寿教授课题组和美国加州大学河滨分校的殷亚东（Yadong Yin）教授课题组合作，研发了一种氧缺陷型二氧化锡的可见光催化剂用于驱动氧化还原染料颜色的可逆变化，并进一步发展了蓝光激光笔光书写板。通过原位锡离子自掺杂技术，他们在二氧化锡纳米颗粒中引入氧缺陷，一方面能够拓宽二氧化锡对可见光的吸收，而且在光催化反应的过程中氧缺陷可以起到自牺牲电子供体的作用。作者将氧缺陷型二氧化锡纳米颗粒与氧化还原类染料如亚甲基蓝混合，制备了可见光响应型的可逆光致变色体系。
该可逆光致变色体系的变色机理为在450 nm波长的蓝光作用下，氧缺陷型二氧化锡纳米粒子产生光生空穴和光生电子，氧缺陷能够快速俘获光生空穴，使氧缺陷型二氧化锡富含剩余的光生电子，光生电子还原亚甲基蓝使体系从蓝色变为无色；在650 nm的红光作用下，无色亚甲基蓝通过自催化的氧化过程快速恢复至原始蓝色。该缺陷型二氧化锡/亚甲基蓝可逆光致变色体系能可逆循环20次左右。
将具有氧缺陷的二氧化锡纳米粒子与亚甲基蓝及高分子成膜剂复合制备的固态膜材料可以用于光书写板。该体系具有较快的可见光响应速度，可以在固态光书写板上实现蓝光激光笔的任意书写，光书写的文字可清晰保持2小时以上，擦除只需在90 ℃下加热几分钟便可实现。该蓝光激光笔光书写板能够克服传统黑板和白板存在的粉尘和油墨污染等问题，有望在书写板等领域获得应用。相关研究成果发表在Angewandte Chemie International Edition 上。
该论文作者为：Dan Han, Baolai Jiang, Ji Feng, Yadong Yin, Wenshou Wang
原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：
Photocatalytic Self-Doped SnO2−x Nanocrystals Drive Visible-Light-Responsive Color Switching
Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 7792, DOI: 10.1002/anie.201702563
导师介绍
王文寿
http://www.x-mol.com/university/faculty/45886
殷亚东
http://www.x-mol.com/university/faculty/3117
近期新增期刊
本文版权属于X-MOL（x-mol.com），未经许可谢绝转载！欢迎读者朋友们分享到朋友圈or微博！
长按下图识别图中二维码，轻松关注我们！
点击“阅读原文”，查看所有收录期刊