1 Zastosowania w technologii Prof. Daniel T. GrykoChemia koloru cz.7 Zastosowania w technologii Prof. Daniel T. Gryko

2 Plan wykładu Barwienie... Diody luminescencyjne Wybielacze optyczneFotochromizm Drukarki atramentowe Lasery barwnikowe

3 Produkcja barwnych subst. org.900 tys. ton/rok 55% - barwienie tkanin 25% - pigmenty 13 miliardów $ DyStar, Ciba, Clariant, Yorkshire

4 Produkcja barwnych subst. org.Azowe – 50% Ftalocyjaniny – 25% Reszta – 25% 15 tys. ton – indygo Disperse Blue 79 – 2-gie miejsce

5 Podział subst. barwnychSubstancje Barwne Barwniki (DYES) Rozpuszczalne Pigmenty Nierozpuszczalne

6 Podział barwników Barwniki Reaktywne Tworzą wiązania z tworzywemKationowe Nylon, wełna, bawełna Barwniki Anionowe białka Bezpośrednie Bawełna, wiskoza Dyspersyjne Poliamidy, poliestry, octany

7 ElektroluminescencjaOdkrycie zjawiska – 1907, H. J. Round Półprzewodnikowe diody luminescencyjne (LED) Elektroluminescencja substancji org. – 1953 r. Bernanose (Nicea) 1965 r. Patent Dow Chemicals (antracen, 400 V), OLED 1967 r. elektroluminescencja polimeru organicznego 1987 r. Tang i VanSlyke (Eastman Kodak) dwuwarstwowa dioda organiczna (2.5 V, 1%)

8 ElektroluminescencjaAlq3 PPV - + MgAg diamina ITO szkło elektroluminescencja - + Katoda z metalu o małej pracy wyjścia Warstwa transportująca elektrony i emitująca światło Warstwa transportująca dziury Przezroczysta anoda (ITO) Podłoże szklane lub plastikowe

9 OLED EF katoda anoda e- HOMO LUMO d+ emisja światła

10 Elektroluminescencja1990 r., R. Friend, PLED, PPV, 15 V, żółto-zielone 1998 r. Princetown, USC, fosforyzujące kompleksy metali ciężkich, Pt, Ir – wyzyskanie stanów trypletowych (skuteczność świetlna 80 lm/W) WOLED, Minolta, 64 lm/W Wyświetlacze kamer cyfrowych, tel. Kom, MP3 etc. 2005 r. – Samsung, 40-calowy telewizor, matryca z OLED

11 S. R. Forrest, P. E. Burrows, Science, 1997, 276, 2009WOLED – dioda emitujaca swiatło białe. Ag Mg:Ag NPD Szkło ITO Czerwona OLED Zielona OLED Niebieska OLED Schemat czerwono-zielono- niebieskiej OLED wykonanej przez Forresta S. R. Forrest, P. E. Burrows, Science, 1997, 276, 2009

12 Substancje chemiczne w OLED

13 Zastosowania

14 Wybielacze optyczne 40 tys.ton, 1999 r. Krais, 1929 r.

15 Wybielacze optyczne Blankophor G Tinopal SWN Uvitex AT

16 Fotochromizm Zmiana barwy (struktury) pod wpływem światłaFisher, Hirshberg, 1952 r. λabs = 330 nm λabs = 532 nm

17 Fotochromizm Okulary fotochromowe oraz photonic devicesTrwałość termiczna (w obu formach!!!) Trwałość fotofizyczna Proces: szybki, czuły, specyficzny

18 Fotochromizm Kellog, 1967 r. 3 miesiące stabilny w ciemnościIrie, 1988 r. Przełączniki molekularne Pamięć optyczna λmax = nm λmax = nm

19 Drukarki atramentowe Ink-jet printing Metoda popularna‘drop on demand’

20 Drukarki atramentowe C.I. Food Black 2

21 Barwniki laserowe Laser – Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Lasery nieorganiczne – tanie (np. galowo-arsenowy, ale emisja tylko kilku długości światła, bardzo wąskie) Lasery organiczne (światło spójne nm)

22 Akcja laserowa I A A’ X Równowaga termiczna Emisja wymuszonaM* + hv  M + 2 hv I Inwersja obsadzeń A laserowa akcja pompowanie A’ Akcja laserowa X Działanie laseru czteropoziomowego

23 Wymagania dla barwników laserowychIntensywna absorpcja w rejonie wzbudzenia Minimalna absorpcja w rejonie emisji Wysoka wydajność kwantowa Fotostabilność Krótki czas życia fluorescencji (5-10 ns) Niskie prawdopodobieństwo przejścia międzysystemowego

24 Przykłady barwników laserowych

25 Zastosowanie laserów barwnikowychTelekomunikacja Mikrochirurgia Spektroskopia Studia nad kinetyką reakcji Rozdział izotopów Etc.