近紅外吸收染料的應(yīng)用進(jìn)展

李禎+高茜+李琳娜

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及全球經(jīng)濟(jì)及工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，近年來(lái)越來(lái)越多的新型技術(shù)受到了各方面專業(yè)人士的關(guān)注，其中近紅外吸收染料由于其廣泛的應(yīng)用性而被大眾所熟知并認(rèn)可，近紅外吸收染料在激光防護(hù)、濾光材料、紅外攝影、熱寫顯示及光穩(wěn)劑、激光印刷等方面都能被有效的利用，隨著其大量的流入市場(chǎng)并投入使用，其發(fā)展也是極其迅速的。本文主要介紹近紅外吸收染料在激光防護(hù)、濾光材料、紅外攝影、熱寫顯示及光穩(wěn)劑、激光印刷等方面的應(yīng)用進(jìn)展。

關(guān)鍵詞：近紅外吸收染料；應(yīng)用進(jìn)展；紅外運(yùn)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.245

近年來(lái)，近紅外吸收染料被人們廣泛關(guān)注和研究，其具有良好的應(yīng)用前景和潛力。該類染料目前主要應(yīng)用于激光防護(hù)、濾光材料、紅外攝影、熱寫顯示及光穩(wěn)劑、激光印刷等方面。本文對(duì)近紅外吸收染料在以上領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了概述。

1 激光防護(hù)

上個(gè)世紀(jì)70年代，近紅外吸收染料被首次應(yīng)用于激光防護(hù)方面。激光可對(duì)眼睛造成嚴(yán)重?fù)p害，破壞光電裝置，因此，迫切需要開(kāi)發(fā)一種對(duì)激光具有防護(hù)作用的材料從而防止損害。

激光防護(hù)材料必須具備以下幾項(xiàng)指標(biāo)：（1）在lgε≥4波段有強(qiáng)吸收，在其它波段弱吸收或無(wú)吸收；（2）具備良好的光穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；（3）具備良好的相容性且毒性低。

楊小兵[1]等對(duì)1064nm新型近紅外激光防護(hù)染料的合成、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能進(jìn)行了基礎(chǔ)研究，采用克酮酸和結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定的生色團(tuán)構(gòu)筑了1064nm新型近紅外激光防護(hù)染料的骨架單元。

2 濾光材料

近紅外吸收染料在660-930nm范圍內(nèi)對(duì)光線有強(qiáng)吸收作用，可以作為也是兼容材料使用。國(guó)外對(duì)此材料研究較早，而我國(guó)在此方面起步較晚，目前只有少數(shù)科研單位和高等院校在進(jìn)行此方面的研究。戴峰[2]等人將染料與聚碳酸酯混合，通過(guò)注塑成型得到濾光片，通過(guò)檢測(cè)，該濾光片具有良好的光和熱穩(wěn)定性，并且在660-930nm范圍有良好的吸收，同時(shí)又在450-630nm保持較好的透光性。

國(guó)外在此方面研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先與國(guó)內(nèi)，國(guó)內(nèi)研究目前存在的主要問(wèn)題是近紅外吸收染料自身的性能缺陷所導(dǎo)致的，使得能夠作用濾光材料的近紅外吸收染料種類比較少，同時(shí)國(guó)內(nèi)在此方面的制備工藝還不成熟，不夠完善。

3 紅外攝影

如今，越來(lái)越多的紅外感光攝影材料被研究生產(chǎn)出來(lái)。半導(dǎo)體激光相與紅外攝影術(shù)已經(jīng)完美結(jié)合。常用的有機(jī)光導(dǎo)材料為電荷產(chǎn)生層和電荷傳輸層雙層結(jié)構(gòu)。一般酞菁染料、方酸染料、三偶氮染料以及薁類紅外吸收染料常被用過(guò)電荷產(chǎn)生材料，而吡唑啉、聚乙烯咔唑和芳胺等常被用作電荷傳輸材料[3]。

4 熱寫顯示及光穩(wěn)劑

熱-電-光系統(tǒng)是使用紅外吸收染料作為特殊吸收層，使激光能量轉(zhuǎn)化為熱能，提高熱寫輸入速度?；诖?，人們發(fā)現(xiàn)了碟狀液晶材料，并發(fā)展了平面顯示系統(tǒng)和凸屏顯示系統(tǒng)。

近紅外吸收染料在熱寫顯示的應(yīng)用報(bào)道較多[4，5]。酞菁染料常被用于熱寫顯示方面。單獨(dú)的酞菁因光熱穩(wěn)定性能差而影響了其實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。研究發(fā)現(xiàn)，可以通過(guò)往液晶材料中加入硫代雙烯型金屬絡(luò)合物陰離子，從而提高酞菁類染料的光穩(wěn)定性。

5 激光印刷

激光印刷技術(shù)和電子照相技術(shù)原理相同，激光印刷廣泛用于電腦打印、多功能打印機(jī)及傳真機(jī)上[6]。激光打印機(jī)的光源發(fā)射器[7]通常是波長(zhǎng)在800nm左右的GaAlAS二極管激光器，這就要求材料的光敏區(qū)在近紅外光區(qū)。

激光打印機(jī)上的感光器多采用偶氮染料、酞菁、方酸菁顏料和其它物質(zhì)。酞菁在感光器材料中使用最為廣泛。這些感光器晶體一般由不含金屬的酞菁或二價(jià)的金屬酞菁轉(zhuǎn)化而來(lái)。三價(jià)、四價(jià)金屬酞菁在近紅外區(qū)有本征吸收；目前研究發(fā)現(xiàn)三偶氮染料可應(yīng)用于激光印刷并已被合成出來(lái)；酸菁顏料在近紅外區(qū)具有強(qiáng)吸收，是一種具有應(yīng)用潛力的新型候選材料；二萘嵌苯染料具有在紅外光區(qū)具有強(qiáng)吸收，很難被用作二極管激光器材料。

6 結(jié)語(yǔ)

目前可利用的能夠工業(yè)化生產(chǎn)的近紅外吸收染料的種類依舊匱乏，因此，仍需繼續(xù)積極的開(kāi)發(fā)。我們相信，近紅外吸收染料在激光防護(hù)、紅外攝影、熱寫顯示及光穩(wěn)劑和激光印刷等領(lǐng)域中的應(yīng)用也會(huì)日益廣泛與成熟。

參考文獻(xiàn)：

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