तापमान में परिवर्तन के कारण रंग बदलने के लिए पदार्थों की संपत्ति है। एक मूड रिंग इस घटना का एक उत्कृष्ट उदाहरण है, लेकिन थर्माचोमोगमिस में भी अधिक व्यावहारिक उपयोग हैं, जैसे कि बच्चे की बोतलें जो एक अलग रंग में बदल जाती हैं जब शीतल पीने के लिए पर्याप्त होती है, या केटल जो पानी बदलते समय उबलते बिंदु पर या निकट होते हैं। थर्माइक्रोमिसम क्रोमिसम के कई प्रकारों में से एक है।
कार्बनिक सामग्री
थर्माकोरेमिक तरल क्रिस्टल
दो आम दृष्टिकोण तरल क्रिस्टल और लेउको रंजक पर आधारित होते हैं। सटीक अनुप्रयोगों में तरल क्रिस्टल का उपयोग किया जाता है, क्योंकि उनकी प्रतिक्रियाओं को सही तापमान के लिए इंजीनियर किया जा सकता है, लेकिन उनकी रंग श्रृंखला उनके ऑपरेशन के सिद्धांत द्वारा सीमित है। लियूको रंजक रंगों की व्यापक श्रेणी का उपयोग करने की अनुमति देता है, लेकिन उनके प्रतिक्रिया तापमान सटीकता के साथ सेट करना अधिक मुश्किल है।
कुछ तरल क्रिस्टल विभिन्न तापमानों पर अलग-अलग रंग प्रदर्शित करने में सक्षम हैं। यह परिवर्तन सामग्री की क्रिस्टल संरचना द्वारा कुछ तरंग दैर्ध्य के चयनात्मक प्रतिबिंब पर निर्भर है, क्योंकि यह उच्च तापमान के एस्ट्रोटोकिक तरल चरण में अनिसोट्रोपिक चिरल या मुड़ निमेटिक चरण के माध्यम से निम्न-तापमान क्रिस्टल चरण के बीच में परिवर्तन होता है। केवल निमेटिक मेसोफेस में थर्माकोमिक गुण हैं; इससे सामग्री का प्रभावी तापमान सीमा प्रतिबंधित है
मुड़ झिल्लीदार चरण में नियमित रूप से बदलते अभिविन्यास वाले परतों में उन्मुख अणु होते हैं, जिससे उन्हें आवधिक अंतराल देता है। क्रिस्टल से गुजरने वाला प्रकाश इन परतों पर ब्रैग विवर्तन करता है, और सबसे बड़ी रचनात्मक हस्तक्षेप के साथ तरंग दैर्ध्य वापस प्रतिबिंबित होता है, जिसे वर्णक्रमीय रंग माना जाता है क्रिस्टल तापमान में बदलाव के परिणामस्वरूप परतों के बीच अंतर को बदल सकते हैं और इसलिए परिलक्षित तरंग दैर्ध्य में। थर्माकोमिक लिक्विड क्रिस्टल का रंग, इसलिए तापमान पर निर्भर करता है कि वर्णक्रमीय रंगों से फिर से काले रंग के माध्यम से गैर-चिंतनशील (काला) से निरंतर सीमा होती है। आमतौर पर, उच्च तापमान राज्य नीले-वायलेट को प्रतिबिंबित करेगा, जबकि निम्न-तापमान राज्य लाल-नारंगी प्रतिबिंबित करेगा। चूंकि नीले रंग लाल की तुलना में कम तरंगदैर्ध्य है, इसलिए यह इंगित करता है कि तरल-क्रिस्टल राज्य के माध्यम से परत अंतर की दूरी को कम किया जाता है।
कुछ ऐसी सामग्री कोलेस्टेरिल नॉनोएट या साइनोबिपीनिल हैं।
तापमान के 3-5 डिग्री सेल्सियस के साथ मिश्रण और लगभग 17-23 डिग्री सेल्सियस से लेकर 37-40 डिग्री सेल्सियस के बीच कोलेस्टेरिल ओलीन कार्बोनेट, कोलेस्टेरिल नैननोट, और कोलेस्टेरिल बेंजोएट के अनुपात से अलग किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, 65:25:10 की जन अनुपात 17-23 डिग्री सेल्सियस की सीमा होती है, और 30:60:10 की पैदावार 37-40 डिग्री सेल्सियस से होती है
रंजक और स्याही में इस्तेमाल किए जाने वाले तरल क्रिस्टल अक्सर निलंबन के रूप में माइक्रोएन्कैप्सूल होते हैं।
तरल क्रिस्टल उन अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है जहां रंग परिवर्तन को सही तरीके से परिभाषित किया जाता है।वे कमरे, रेफ्रिजरेटर, मछलीघर, और चिकित्सा उपयोग के लिए थर्मामीटर में आवेदन ढूंढते हैं, और टैंकों में प्रोपेन के स्तर के संकेतक के रूप में। थर्माकोक्रोमिड तरल क्रिस्टल के लिए एक लोकप्रिय आवेदन मूड रिंग हैं।
तरल क्रिस्टल के साथ काम करना मुश्किल है और विशेष मुद्रण उपकरणों की आवश्यकता होती है। सामग्री खुद भी वैकल्पिक प्रौद्योगिकियों की तुलना में अधिक महंगा है। उच्च तापमान, पराबैंगनी विकिरण, कुछ रसायनों और / या सॉल्वैंट्स का उनके जीवन काल पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है।
लेउको रंजक
थर्मोमोरेमिक रंजियां उपयुक्त अन्य रसायनों के साथ लेउको रंजक के मिश्रण पर आधारित हैं, तापमान पर निर्भरता में रंग परिवर्तन (आम तौर पर रंगहीन ल्यूको के रूप और रंगीन रूप के बीच) प्रदर्शित करते हैं रंगों को सीधे सामग्री पर सीधे ही लागू किया जाता है; वे आम तौर पर मिश्रण के साथ माइक्रोकैप्सूल के रूप में होते हैं। एक उदाहरण उदाहरण हाइपरकलर फैशन है, जहां क्रिस्टल वायलेट लैक्टोन, कमजोर एसिड और डोडेकनॉल में भंग होने वाले नमक को कपड़े के लिए उपयोग किया जाता है; जब विलायक ठोस होता है, तो डाई अपने लैक्टोन लेउको रूप में मौजूद होता है, जबकि विलायक पिघलाता है, नमक अलग होता है, माइक्रो कंप्यूटर के अंदर पीएच कम करती है, डाई प्रोटोनेट हो जाता है, इसकी लैक्टोन की अंगूठी खुलती है, और इसका अवशोषण स्पेक्ट्रम काफी भारी होता है, इसलिए यह गहरा वायलेट हो जाता है इस मामले में स्पष्ट thermochromism वास्तव में halochromism है
सबसे ज्यादा इस्तेमाल किए जाने वाले रंगों में सर्पोलैक्टोन, फ्लोरान्स, स्प्रियोप्रैरेंस और फ़ॉलिग्स हैं। एसिड में बिस्फेनोल ए, पैराबेंस, 1,2,3-त्रिजोल व्युत्पन्न, और 4-हाइड्रोक्साइमरिन शामिल हैं और प्रोटोन दाताओं के रूप में कार्य करते हैं, इसके लियूको रूप और इसके प्रोटोनेटेड रंग के रूप के बीच डाई अणु को बदलते हैं; मजबूत एसिड परिवर्तन अपरिवर्तनीय होगा।
लियूको रंगों में लिक्विड क्रिस्टल की तुलना में कम सटीक तापमान प्रतिक्रिया है। वे अनुमानित तापमान (“बहुत अच्छा”, “बहुत गर्म”, “ओके के बारे में”) के सामान्य संकेतकों के लिए उपयुक्त हैं, या विभिन्न नवीन वस्तुएं के लिए उपयुक्त हैं। वे आम तौर पर कुछ अन्य वर्णक के साथ संयोजन में उपयोग होते हैं, जो आधार वर्णक के रंग और रंग के रंग के बीच एक रंग बदलने का उत्पादन करता है जो लियूको डाई के गैर-ल्यूको रूप के रंग के साथ संयुक्त है। ऑर्गेनिक लेउको रंजक तापमान -5 डिग्री सेल्सियस (23 डिग्री फ़ारेनहाइट) और 60 डिग्री सेल्सियस (140 डिग्री फ़ॉरेस्ट) के बीच तापमान की सीमाओं के लिए उपलब्ध हैं, जो कि विस्तृत श्रृंखला के रंगों में हैं। रंग परिवर्तन आमतौर पर 3 डिग्री सेल्सियस (5.4 डिग्री फ़ारेनहाइट) अंतराल में होता है।
लेउको रंजक अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है जहां तापमान प्रतिक्रिया सटीकता महत्वपूर्ण नहीं होती है: जैसे कि नोवेल्टी, स्नान खिलौने, फ्लाइंग डिस्क्स और माइक्रोवेव-गरम भोजन के लिए लगभग तापमान संकेतकमाइक्रोएन्कैप्स्यूलेशन उनके उपयोग की व्यापक श्रेणी की सामग्रियों और उत्पादों में अनुमति देता है। माइक्रैंपसूल का आकार आमतौर पर 3-5 माइक्रोन (नियमित रंगद्रव्य कणों से 10 गुना बड़ा होता है) के बीच होता है, जिसके लिए मुद्रण और विनिर्माण प्रक्रियाओं में कुछ समायोजन की आवश्यकता होती है।
लियूको रंजक का एक आवेदन दुरसेल बैटरी राज्य संकेतक में है। एक लेउको डाई की एक परत एक प्रतिरोधी पट्टी पर लागू होती है, जिससे इसकी हीटिंग को इंगित किया जा सकता है, इस प्रकार बैटरी की आपूर्ति करने में सक्षम वर्तमान की मात्रा का अनुमान लगाया जा रहा है। पट्टी त्रिभुज का आकार है, इसकी लंबाई इसके प्रतिरोध के साथ बदलती है, इसलिए इसके माध्यम से वर्तमान प्रवाह की मात्रा के साथ एक आनुपातिक लंबे खंड को गर्म करता है। लेउको डाई के लिए थ्रेसहोल्ड तापमान के ऊपर सेगमेंट की लंबाई तब रंगीन हो जाती है।
पराबैंगनी विकिरण, सॉल्वैंट्स और उच्च तापमान का एक्सपोजर लियूको डाईज की उम्र कम करता है। लगभग 200-230 डिग्री सेल्सियस (392-446 डिग्री फारेनहाइट) के ऊपर स्थित तापमान आमतौर पर लेउको डाइज को अपरिवर्तनीय नुकसान पहुंचाते हैं; विनिर्माण के दौरान कुछ प्रकार के समय-सीमित प्रदर्शन के बारे में 250 डिग्री सेल्सियस (482 डिग्री फ़ारेनहाइट) की अनुमति है।
थर्माकोमरिक पेंट लिक्विड क्रिस्टल या लेउको डाई टेक्नोलॉजी का उपयोग करते हैं। प्रकाश या गर्मी की एक निश्चित मात्रा को अवशोषित करने के बाद, वर्णक की क्रिस्टल या आणविक संरचना इस तरह से बदलती है कि यह कम तापमान के मुकाबले एक अलग तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश को उत्सर्जित करती है और उजागर करती है। थर्मोमोरेमिक पेंट कॉफ़ी मग पर एक कोटिंग के रूप में अक्सर देखा जाता है, जिससे एक बार गर्म कॉफी को मग में डाल दिया जाता है, थर्माकोट्रिक पेंट गर्मी को अवशोषित करता है और रंग या पारदर्शी बन जाता है, इसलिए मग का रूप बदलता है।
पत्रों
थर्मोमोक्रोमिक पेपर का इस्तेमाल थर्मल प्रिंटर के लिए किया जाता है। एक उदाहरण अंडाडीसील्फोस्फोरिक एसिड के साथ फ्लोरान डाई के ठोस मिश्रण से युक्त पेपर है। यह मिश्रण ठोस चरण में स्थिर है; हालांकि, जब ऑक्टाडेसिल्फोस्फॉनीक एसिड पिघला जाता है, तो डाई तरल चरण में रासायनिक प्रतिक्रिया से गुजरती है, और प्रोटोनेटेड रंग का रूप मानती है। इस स्थिति को तब संरक्षित किया जाता है जब मैट्रिक्स फिर से स्थिर हो जाता है, अगर शीतलन प्रक्रिया तेजी से पर्याप्त होती है चूंकि कम तापमान और ठोस चरण में लेयूको प्रपत्र अधिक स्थिर होता है, थर्माकोमिक कागजात पर रिकॉर्ड धीरे-धीरे वर्षों से निकलता है; इससे लेखा रिकॉर्ड, थर्मल प्रिंटर से प्राप्तियां, और कर लेखा परीक्षा के साथ संयोजन में दिलचस्प प्रभाव हो सकते हैं।
पॉलिमर
थर्मोमोलार्मिसम थर्माप्लास्टिक्स, ड्यूरोपैस्टिक्स, जैल या किसी प्रकार के कोटिंग्स में दिखाई दे सकता है। पॉलिमर ही, एक एम्बेडेड थर्माकोमिक योजिअम या एक उच्च आदेश दिया गया ढांचा जिसमें एक शामिल गैर-थर्माकोमिक योजक के साथ बहुलक के संपर्क से निर्मित थर्मोमोरिक प्रभाव का मूल हो सकता है। इसके अलावा, भौतिक दृष्टिकोण से, थर्माकोमिक प्रभाव की उत्पत्ति बहुविध हो सकती है। तो यह हल्के प्रतिबिंब, अवशोषण और / या तापमान के साथ बिखरने वाले गुणों के परिवर्तन से आ सकता है। अनुकूली सौर संरक्षण के लिए थर्माकोरेमिक पॉलिमर का प्रयोग बहुत रुचि है। डिजाइन रणनीति द्वारा एक समारोह, जैसे गैर विषैले thermochromic पॉलिमर के विकास के लिए आवेदन पिछले दशक में फोकस में आ गया है।
स्याही
थर्मोमोरेमिक स्याही या रंजक तापमान संवेदनशील संयुग्म हैं, जो 1 9 70 के दशक में विकसित हुए, जो अस्थायी रूप से गर्मी के जोखिम के साथ रंग बदलते हैं। वे दो रूपों, तरल क्रिस्टल और लेउको डाईज में आते हैं। Leuco रंगों के साथ काम करने के लिए आसान है और अनुप्रयोगों की एक बड़ी रेंज के लिए अनुमति देते हैं। इन अनुप्रयोगों में शामिल हैं: फ्लैट थर्मामीटर, बैटरी टेस्टर्स, कपड़ों और मेपल सिरप की बोतलों पर सूचक जो सिरप गर्म होता है जब रंग बदलता है।थर्मामीटर अक्सर एक्वैरियम के बाहरी हिस्सों पर इस्तेमाल होते हैं, या माथे के द्वारा शरीर का तापमान प्राप्त करने के लिए। कॉओस लाइट थैमोकोमिक स्याही का उपयोग उसके डिब्बे पर करता है, जो कि शीत से नीले रंग में बदल सकता है, यह इंगित करने के लिए ठंडा हो सकता है।
अकार्बनिक सामग्री
वस्तुतः सभी अकार्बनिक यौगिकों को कुछ हद तक थर्माकोरेमिक है। अधिकांश उदाहरणों में केवल रंग में सूक्ष्म परिवर्तन शामिल होते हैं। उदाहरण के लिए, टाइटेनियम डाइऑक्साइड और जिंक आक्साइड कमरे के तापमान पर सफेद होते हैं लेकिन जब पीले रंग में गर्म परिवर्तन होता है इसी तरह ईण्डीयुम (III) ऑक्साइड पीला और हल्के पीला-भूरे रंग के लिए अंधेरा होता है। लीड (II) ऑक्साइड हीटिंग पर एक समान रंग परिवर्तन दर्शाती है। रंग परिवर्तन इन सामग्रियों के इलेक्ट्रॉनिक गुणों (ऊर्जा स्तर, आबादी) में हुए परिवर्तनों से जुड़ा हुआ है।
थर्माकोट्रमिस के अधिक नाटकीय उदाहरण सामग्री में पाए जाते हैं जो दृश्य क्षेत्र के पास चरण संक्रमण या प्रदर्शन चार्ज-हस्तांतरण बैंड से गुजरते हैं। उदाहरणों में शामिल
कपरेज पारा आयोडिड (क्यू 2 एचजीआई 4 ) 67 डिग्री सेल्सियस पर एक चरण संक्रमण से गुजरता है, निम्न तापमान पर एक उज्ज्वल लाल ठोस सामग्री से उच्च तापमान पर गहरे भूरे रंग के ठोस को बदलता है, मध्यवर्ती लाल-बैंगनी राज्यों के साथ। रंग तीव्र हैं और क्यू (आई) -एचजी (II) चार्ज-ट्रांसफर कॉम्प्लेक्स के कारण होने लगते हैं।
चांदी के पारा आयोडाइड (एजी 2 एचजीआई 4 ) कम तापमान और नारंगी में 47-51 डिग्री सेल्सियस से कम है, मध्य-पीले-नारंगी राज्यों के साथ। रंग तीव्र हैं और एजी (आई) -एचजी (II) चार्ज-ट्रांसफर कॉम्प्लेक्स की वजह से लग रहे हैं।
बुध (II) आयोडाइड एक क्रिस्टलीय सामग्री है जो 126 डिग्री सेल्सियस पर लाल अल्फा चरण से पीले बीटा चरण तक प्रतिवर्ती चरण संक्रमण से गुजरती है।
बीआईएस (डाइमिथैल्मोमिन) टेट्राक्लोरोनीकेलेट एक रास्पबेरी-लाल परिसर है, जो लगभग 110 डिग्री सेल्सियस पर नीली हो जाती है ठंडा करने पर, यौगिक एक हल्के पीले रंग के मेगेटेबल चरण बन जाता है, जो 2-3 सप्ताह से अधिक मूल लाल में बदल जाता है। कई अन्य टेट्राक्लोरोनिकलेट भी थर्माकोमिक हैं
बीआईएस (डायथाइलमोनियम) टेट्राक्लोरोक्यूप्रेट एक उज्ज्वल हरी ठोस सामग्री है, जो 52-53 डिग्री सेल्सियस पर प्रति बैरल में पीले रंग को बदलता है। रंग परिवर्तन हाइड्रोजन बांडों और तांबे-क्लोरीन परिसर के ज्यामिति के बाद के परिवर्तन से तराशी से विकृत टेट्राहेड्रल को छोड़कर, तांबे के परमाणु के डी-ऑर्बिटल्स के व्यवस्थित परिवर्तन के साथ होता है। कोई स्थिर मध्यवर्ती नहीं है, क्रिस्टल या तो हरे या पीले हैं
क्रोमियम (III) ऑक्साइड: 1: 9 अनुपात में एल्यूमीनियम (III) ऑक्साइड, उसके क्रिस्टल क्षेत्र में परिवर्तन के कारण, कमरे के तापमान पर लाल और 400 डिग्री सेल्सियस पर ग्रे है।
इन्फ्रारेड ट्रांसमिशन को अवरुद्ध करने के लिए वैनेडियम डाइऑक्साइड को “स्पेक्ट्रा-चयनात्मक” विंडो कोटिंग के रूप में इस्तेमाल करने के लिए जांच की गई है और खिड़कियों के माध्यम से इंटीरियर गर्मी के निर्माण के नुकसान को कम किया गया है। यह सामग्री कम तापमान पर अर्धचालक की तरह बर्ताव करती है, अधिक संचरण की अनुमति देती है, और उच्च तापमान पर एक कंडक्टर की तरह, बहुत अधिक प्रतिबिंबित करती है पारदर्शी अर्धचालक और चिंतनशील प्रवाहकीय चरण के बीच चरण में परिवर्तन 68 डिग्री सेल्सियस पर होता है; टॉंगस्टेन की 1.9% सामग्री के साथ डोपिंग संक्रमण तापमान को 29 डिग्री सेल्सियस तक कम करता है
अन्य थर्माकोमिक ठोस अर्धचालक सामग्री शामिल हैं
- CdxZn1−xSySe1−y (x = 0.5–1, y = 0.5–1),
- ZnxCdyHg1−x−yOaSbSecTe1−a−b−c (x = 0–0.5, y = 0.5–1, a = 0–0.5, b = 0.5–1, c = 0–0.5),
- HgxCdyZn1−x−ySbSe1−b (x=0–1, y=0–1, b=0.5–1).
कुछ खनिज ही थर्माकोरेमिक हैं; उदाहरण के लिए, कुछ क्रोमियम युक्त पीरॉप्स, आमतौर पर लाल-बैंगनी, लगभग 80 डिग्री सेल्सियस तक गरम होने पर हरी बन जाते हैं।