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可擦写式蓝光书写板:可见光催化技术新应用

可擦写式信息存储能够替代临时性阅读纸张,可以缓解纸张的巨大需求带来的能源消耗和环境污染等问题,引起学术和工业界的广泛关注。光作用由于具有非直接接触、远程控制、高效及快捷等优点,使得可逆光致变色材料在可擦写式信息存储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,不仅对生物体等造成损伤,且容易造成变色体系自身的副反应和光降解。可见光不仅对生物体无害、还具有辐射能量多、长距离衰竭慢等突出优点,因此发展可见光响应型可逆光致变色材料用于可擦写式信息存储具有重要的科学意义和实际应用意义。


最近,山东大学国家胶体材料工程技术研究中心王文寿教授课题组研发了氧缺陷型二氧化锡可见光催化驱动染料颜色可逆变化体系,并发展了蓝光激光笔光书写板。通过原位锡离子自掺杂技术,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,另一方面氧缺陷在光催化反应过程中可以起到自牺牲电子供体的作用。


可擦写式蓝光书写板:可见光催化技术新应用


通过与美国加州大学河滨分校Yadong Yin教授课题组合作,揭示出可见光响应型二氧化锡/亚甲基蓝可逆光致变色体系的变色机理。二氧化锡/亚甲基蓝可逆光致变色体系在450nm波长的蓝光作用下,氧缺陷型二氧化锡产生光生空穴和光生电子,氧缺陷能够快速俘获光生空穴,剩余光生电子还原亚甲基蓝,使得体系从蓝色变为无色;在650nm的红光作用下,无色亚甲基蓝通过红光诱发自催化的过程快速恢复到原始蓝色。由于具有快速的可见光响应速度,将该体系制备成固态光书写板,可以实现蓝光激光笔任意书写,光书写的文字可清晰保持2小时以上,擦去过程只需在90°C下加热10分钟,有望在黑板等领域获得应用。


相关论文发表在Angew.Chem. Int. Ed. (DOI: 10.1002/anie.201702563)。文章链接如下,或点击左下角阅读原文

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201702563/abstract


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