導(dǎo)讀它們不僅因其光芒四射和強(qiáng)烈的色彩而令人印象深刻，而且具有重要的技術(shù)意義：有機(jī)染料是一類具有極其特殊性質(zhì)的材料。從平面屏幕到電子紙?jiān)?/div>

它們不僅因其光芒四射和強(qiáng)烈的色彩而令人印象深刻，而且具有重要的技術(shù)意義：有機(jī)染料是一類具有極其特殊性質(zhì)的材料。從平面屏幕到電子紙?jiān)俚叫酒ǎ何磥?lái)，許多技術(shù)可能都是基于這些有機(jī)分子。

以前，這些材料只能使用對(duì)環(huán)境有極大危害的復(fù)雜合成方法制備。然而，TU Wien的研究人員現(xiàn)在以一種全新的，不同的方式成功地合成了這種材料類的幾個(gè)典型代表：有毒溶劑已被普通水取代。但這是怎么做到的?當(dāng)水被加熱到極高溫度時(shí)，其性能會(huì)發(fā)生顯著變化。新制備方法的細(xì)節(jié)最近發(fā)表在科學(xué)期刊Angewandte Chemie上。

水的性質(zhì)在不需要添加劑的情況下改變

“如果你要傾聽你最初的直覺，你實(shí)際上會(huì)懷疑水是合成和結(jié)晶這些分子所能想到的最差的溶劑，”TU Wien材料化學(xué)研究所的Miriam Unterlass說。“這種期望的原因是我們生產(chǎn)的染料具有極強(qiáng)的防水性。” 例如，如果您在一些干燥的染料粉末上滴下一小滴水，那么液滴就會(huì)滾落下來(lái)。染料不能與水混合。

但這種行為僅適??用于我們從日常使用中了解到的水。然而，TU Wien的研究人員在特殊壓力容器中使用加熱至至少180°C的水。在這些條件下，壓力急劇上升，因此盡管溫度升高，大部分水仍保持液態(tài)。在這些條件下，水的化學(xué)和物理性質(zhì)發(fā)生了巨大變化。

對(duì)于氫鍵來(lái)說太熱了

“冷水，液態(tài)水的特性受到所謂氫鍵的強(qiáng)烈影響，”Miriam Unterlass解釋道。“這些是不斷破碎和重組的水分子之間的弱鍵。” 平均而言，每個(gè)水分子在室溫下隨時(shí)與三個(gè)或四個(gè)其他水分子連接。在高壓鍋中，每個(gè)分子中這些氫鍵的數(shù)量減少。

“這也意味著在高溫下水中存在的離子比標(biāo)準(zhǔn)條件下更多 - 一定量的H 2 O分子可以變成H 3 O +或OH-，”Miriam Unterlass解釋道。這極大地改變了水的性質(zhì)：在某種意義上，它同時(shí)表現(xiàn)為酸和堿 - 它既可以作為酸性催化劑也可以作為堿性催化劑，因此可以加速某些反應(yīng)甚至使它們成為可能。第一名。

除此之外，在高溫下水中離子數(shù)量的增加是允許在正常條件下完全不溶的有機(jī)物質(zhì)溶解的關(guān)鍵原因。因此，所研究的染料分子不僅可以在水中合成，而且還可以結(jié)晶：它們?cè)谧銐蚋叩臏囟认氯芙?，然后在冷卻時(shí)結(jié)晶。

“通常，需要有毒溶劑來(lái)制備或結(jié)晶這種染料。在我們的例子中，純水采用所需的溶劑性質(zhì) - 所需要的只是壓力和熱量，”Miriam Unterlass說。

未來(lái)電子產(chǎn)品的晶體

“在高度結(jié)晶狀態(tài)下 - 即在分子水平上處于高度有序 - 這些材料的電子特性得到改善。因此，對(duì)于有機(jī)電子產(chǎn)品中的應(yīng)用，對(duì)結(jié)晶過程具有高度控制尤為重要。 ，“強(qiáng)調(diào)Unterlass。

然而，對(duì)于獲得的晶體，還存在一些非常不同的潛在應(yīng)用。“它們可用于對(duì)染料要求相當(dāng)苛刻的任何地方，”Unterlass說。“一種這樣的應(yīng)用是汽車油漆，或其他極端化學(xué)或熱條件普遍存在的領(lǐng)域，因?yàn)椴牧弦沧兊酶€(wěn)定，結(jié)晶越多。”