光致變色化合物在光照下會改變顏色，已被廣泛用作光開關(guān)來控制材料的不同特性。非線性光致變色化合物的特點是對入射光強(qiáng)度的非線性響應(yīng)，這種化合物引起了研究人員的特別關(guān)注，因為非線性可以增強(qiáng)光致變色反應(yīng)中的對比度和空間分辨率。
它還允許單個分子在單個光源下具有多種光致變色特性。這些特性使其在非線性光學(xué)和全息元件、超分辨率顯微鏡和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中具有重要價值。
實現(xiàn)材料非線性光致變色的最簡單方法是通過同時進(jìn)行雙光子吸收，但這需要極高強(qiáng)度的光。對于使用低強(qiáng)度光的非線性光致變色反應(yīng)，需要逐步進(jìn)行雙光子過程，但這些過程很難設(shè)計，因為它們依賴于壽命極短的分子種類。
此外，表現(xiàn)出逐步光化學(xué)反應(yīng)的多光致變色體系需要復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)，這種復(fù)雜性限制了非線性光致變色化合物在許多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。
誘導(dǎo)非線性光致變色的另一種重要方法是三重態(tài)-三重態(tài)湮沒 (TTA)。它需要三個成分：三重態(tài)敏化劑、湮沒劑和光致變色化合物，這增加了相當(dāng)大的復(fù)雜性。如果單個分子可以滿足這些角色，那么非線性光致變色就可以在更簡單的系統(tǒng)中實現(xiàn)。
最近，由立命館大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系教授小林洋一 (Yoichi Kobayashi) 領(lǐng)導(dǎo)的日本研究小組取得了突破性進(jìn)展，利用單個分子中的 TTA 實現(xiàn)了低強(qiáng)度光下的非線性光致變色。
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