В химии сольватохромизм — это явление, наблюдаемое, когда цвет раствора отличается при растворении растворенного вещества в разных растворителях . [1] [ 2]
Сольватохромный эффект — это способ, которым спектр вещества (растворенного вещества) изменяется при растворении вещества в различных растворителях. В этом контексте диэлектрическая проницаемость и способность к образованию водородных связей являются наиболее важными свойствами растворителя. Различные растворители оказывают разное влияние на основное электронное состояние и возбужденное состояние растворенного вещества, так что размер энергетической щели между ними изменяется при изменении растворителя. Это отражается в спектре поглощения или испускания растворенного вещества как различия в положении, интенсивности и форме спектроскопических полос . Когда спектроскопическая полоса находится в видимой части электромагнитного спектра , сольватохромизм наблюдается как изменение цвета . Это иллюстрируется красителем Рейхардта , как показано на изображении.
Отрицательный сольватохромизм соответствует гипсохромному сдвигу (или синему сдвигу) при увеличении полярности растворителя . Примером отрицательного сольватохромизма является
4-(4′ - гидроксистирил) -N- метилпиридиний иодид , который имеет красный цвет в 1-пропаноле , оранжевый в метаноле и желтый в воде .
Положительный сольватохромизм соответствует батохромному сдвигу (или красному сдвигу) с увеличением полярности растворителя. Примером положительного сольватохромизма является 4,4'-бис(диметиламино)фуксон , который имеет оранжевый цвет в толуоле и красный в ацетоне .
Основная ценность концепции сольватохромизма заключается в контексте, который она предоставляет для прогнозирования цветов растворов. Сольватохромизм в принципе может использоваться в датчиках и молекулярной электронике для создания молекулярных переключателей . Сольватохромные красители используются для измерения параметров растворителя, которые могут быть использованы для объяснения явлений растворимости и прогнозирования подходящих растворителей для конкретных целей.
Сольватохромизм фотолюминесценции / флуоресценции углеродных нанотрубок был идентифицирован и использован для оптических сенсорных приложений. В одном из таких приложений было обнаружено, что длина волны флуоресценции покрытых пептидом углеродных нанотрубок изменяется при воздействии взрывчатых веществ , что облегчает обнаружение. [3] Однако совсем недавно гипотеза сольватохромизма малых хромофоров была подвергнута сомнению для углеродных нанотрубок в свете старых и новых данных, показывающих электрохромное поведение. [4] [5] [6] Эти и другие наблюдения относительно нелинейных процессов на полупроводниковой нанотрубке предполагают, что коллоидные модели потребуют новых интерпретаций, которые соответствуют классическим полупроводниковым оптическим процессам, включая электрохимические процессы, а не физическим описаниям малых молекул. Противоречивые гипотезы могут быть связаны с тем фактом, что нанотрубка представляет собой материальный интерфейс толщиной всего в один атом в отличие от других «объемных» наноматериалов.