殷亚东课题组Angew: 以光为笔——基于二氧化钛纳米晶的新型光致复写系统

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第一作者:Rashed Aleisa            

通讯作者:殷亚东(Yadong Yin)          
通讯单位:美国加州大学河滨分校               
论文DOI:10.1002/anie.202203700               

近日,美国加州大学河滨分校的殷亚东(Yadong Yin)教授课题组研发了一种基于表面功能化氮掺杂二氧化钛纳米材料的可复写系统。在低功率紫外光照射下,合成的二氧化钛纳米粒子在溶液和薄膜中均可于几秒内由白变黑,并在室温下保持黑色,实现记录信息的功能。而在加热条件下,黑色的二氧化钛又能快速变回白色,达到擦除的目的。
 

该二氧化钛的表面有丰富的氧空穴可以吸附多元醇。在紫外光的照射下,这些醇基团可以起到空穴牺牲剂的作用,使得光生电子得以与光生空穴有效分离,并将Ti(IV)还原为Ti(III),产生颜色变化。此外,表面物理吸附的多元醇还可以阻挡空气中氧分子的进入,防止Ti(III)的氧化,达到维持颜色的目的。而脱色的过程则归因于Ti(III)在加热氛围下被氧分子氧化为Ti(IV),从而使颜色恢复为初始的白色。

与以前开发的变色体系相比,这种可复写系统具有许多优点,包括响应速度快、合成和加工过程简单、成本低、毒性小,以及具有优异的稳定性和可逆性。利用这种独特的擦写思路发展出的绿色环保的复写系统,可大大降低对原生纸的需求量,从而有助于缓解纸张生产过程带来的一系列环境污染问题,实现节能减排的目的。相关研究成果发表在Angewandte Chemie International Edition 上。

 
课题组介绍
http://faculty.ucr.edu/~yadongy/

原文链接:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202203700


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