光致变色既包含化学反应，又包含物理反应，其原理为：在一定波长与强光的照射下，化合物受光化学反应而生成某种产物，因结构和电子组态发生变化而导致吸收光谱产生很大的变化，也就是颜色变化；当化合物受到其他波长光照射或热作用时，还能回到原先的状态。通常光致变色都是单分子反应。
一、有机光致变色材料
通常有机光致变色材料的灵敏性和柔顺性都非常好，可通过改变其结构来改变其性能。一般有机光致变色材料可分为五类，分别为：螺吡喃类、二芳基乙烯类、俘精酸酐类、偶氮苯类和水杨醛缩苯胺类。
（一）螺吡喃类
螺吡喃类是研究最早的一个有机光致变色材料。当有紫外光照射时，螺吡喃的螺碳-氧键会断开，并构成一个部花青类结构，这时吸收光谱会位于长波上，进而显色；当有可见光照射或热作用时，部花青结构就会回到螺环结构。通常螺吡喃类的光致变色材料抗疲劳性较差。
（二）二芳基乙烯类
二芳基乙烯类属于抗疲劳性、热稳定性较强的光致变色材料，当其被紫外光照射时，会产生顺反异构反应，从而形成有色的闭环体；当有可见光照射时，闭环体还会变回开环体。因为二芳基乙烯类的抗疲劳性、热稳定性非常好，所以被广泛用于光电分子器件、光信息存储当中。
（三）俘精酸酐类
俘精酸酐类也是研究最早的一个有机光致变色材料。当有紫外光照射时，俘精酸酐类化合物会产生环化反应，从而形成有色的闭环体；当有可见光照射时，闭环体又会回到原结构。因为俘精酸酐类的抗疲劳性、热稳定性非常好，所以被广泛用于光信息存储当中。
（四）偶氮苯类
偶氮苯类属于顺反异构的有机光致变色材料。当有紫外光照射时，偶氮苯会发生顺式，同时可见吸收光谱的最大吸收波长会发生变化，当有可见光照射或热作用时，又会回到原先的状态。虽然偶氮苯类的光学活性很强，但是稳定性较差。现阶段对偶氮苯类的研究主要是和聚合物结合，产生有光诱导的液晶聚合物。
（五）水杨醛缩苯胺类
水杨醛缩苯胺类属于质子转移的光致变色材料。当有紫外光照射时，分子的质子会由氧变到氮上，进而从黄色变成橘红色；当有可见光照射或热作用时，又会回到烯醇式结构。
二、共价修饰的多酸基光致变色材料合成研究
（一）Mn-Anderson的合成
首先把53g浓度为43.8mmol的四水合钼酸铵放入200 ml的去离子水中，搅拌澄清之后，缓慢加入100ml浓度为15.5mmol的四正丁基溴化铵水溶液，会有白色固体产生，该物质为［（n-C4H9）4N］3［α-Mo8O26］，放在空气下干燥处理，然后取8.0g浓度为3.7mmol的该物质、1.56g浓度为12.8mmol的Tris以及1.5g浓度为5.6mmol的醋酸锰放入150 ml的乙腈当中，加热反应16h以后，冷却到室温，再过滤，将其浓缩为10ml，放入乙醚扩散，就会有橘色晶体析出，这就是Mn-Anderson。
（二）化合物1的合成
首先取8g浓度为53mmol的4-乙酰氨基苯酚、7.7g浓度为56mmol的K2CO3、9.6g浓度为58mmol的1-溴己烷放进150ml的丙酮当中，加热24h之后，立即过滤，然后把过滤的液体旋蒸处理，以去除其中的溶剂，再把剩余物干燥处理，就能得到N-（4-己氧基苯基）乙酰胺，取4.7g该物质和25ml的浓盐酸放入150ml的去离子水里加热10h以后冷却到室温，再加入NaOH溶液，把pH值调为3，再过滤处理，就能得到浅粉色的固体，经过干燥处理，就能得到3.6g的4-己氧基苯胺，取1.9g该物质放入50ml的去离子水里并加热，随后加入 2.5ml的浓盐酸混合之后放在冰浴当中，使温度 处于0-5℃，再加入5ml的亚硝酸钠水溶液搅拌30分钟，再加入1.2g浓度为10mmol的水杨醛溶液，加入NaOH溶液把 p H值调成8，并搅拌2h，之后过滤处理就能得到橙黄色的固体，使用去离子水进行冲洗，再干燥，就能得到3.02g的5-（（4–己氧基苯基）偶氨基）-2-羟基苯甲醛，取0.65放入80ml的无水乙醇当中并加热，再放入1.88g的Mn-Anderson加热6h，然后冷却到室温再过滤，就能得到橙色的固体，最后使用乙醇和乙腈的混合溶剂使其产生结晶，该晶体就是化合物1。
（三）化合物2的合成
首先把15g浓度为77mmmol的6-溴己酸放入200ml的无水甲醇当中，并使温度处于0-5℃，缓慢加入15ml的SOCl2搅拌5h之后旋蒸处理，以去除溶剂，再把剩余物放入100 ml的乙酸乙酯当中，分别加入50 ml的去离子水、50 ml的NaHCO3溶液、50 ml的水离子水以及50 ml的食盐水，再旋蒸处理，就能获得浅黄色的6-溴己酸甲酯物质，随后把4-甲氧基-4’-羟基偶氮苯放入120ml的干燥DMF当中，再加入8g的K2CO3和6.3g的6-溴己酸甲酯加热20h，温度为90℃，当检测仅有1个产物时停止加热，把反应液放进300 ml的冰水里，再加HCl溶液，生成橙色的沉淀物质，然后过滤，再用冷水冲洗过滤物，随后干燥处理，就能得到6-[4-(4-甲氧基苯基偶氨基)苯氧基]己酸甲酯物质，取7.2g该物质放入200ml二恶烷里，再加50ml的NaOH溶液，避光搅拌20h后，加热1h，再加HCl溶液把pH值调成1，然后过滤并用冷水冲洗和干燥，就能到6-[4-(4-甲氧基苯基偶氨基)苯氧基]己酸物质，取1.0g该物质放入15ml的SOCl2里不断搅拌，之后旋蒸处理，便得到橙红色的物质，随后加入Mn-Anderson、Et3N和乙腈的混合溶液，并加热7 h，过滤处理，将过滤液变为10ml，置于乙醚扩散三天，所得到的晶体就是化合物2。
三、多酸基光致变色材料的性能分析
利用DTG 曲线可知，化合物1具有三个峰，同时TG曲线具有三个台阶，这就表示化合物1从室温加热至900℃的时候共出现三次失重，其中，第一次失重为230℃到300℃，失重为28.3%，由此推断失去三个TBA+。第二次失重为300℃到400℃，失重为23.9%，由此推断失去多酸两边的偶氮苯。第三次失重为720℃到800℃，失重为14.6%，由此推断为多酸发生分解，仅剩余金属氧化物。化合物2的 具有两个峰，所以化合物2在加热过程中发生两次失重，其中，第一次失重为230℃到360℃，失重为46.8%，由此推断失去三个TBA+与偶氮苯。第二次失重为660℃到820℃，失重为18.8%，由此推断多酸发生分解。经过对比两个化合物的TG及DTG可知，化合物1比化合物2多出一个阶段，原因主要是偶氮苯直接和多酸相连，所以刚性很强，难以断裂。
四、总结
通过上述内容可知，光致变色材料的优点非常多，所以被广泛应用。不过光致变色材料的稳定性较差，所以必须对多酸基光致变色材料的合成及性能展开研究，通过调整结构来提升其稳定性，主要采取的方式就是共价修饰，经过修饰以后Anderson型多酸分子能够形成两种偶氮苯位置不同的多酸光致变色材料，化合物2的合成效率不高，并且杂质较多，所以必须经过修饰来提高合成效率，利用可见吸收光谱能够发现两种光致变色材料的差别很大，其中化合物25的光致异构化速度快，这就说明化合物 2的光致异构化程度彻底。导致此情况的主要原因是化合物1的偶氮苯直接和多酸相连，所以导致多酸具有较大的空间位阻，既影响了反式与顺式的光致异构化速度，又影响了反式结构与顺式结构的转化，所以必须加大对光致异构化的多酸和有机体作用的研究力度，把不同类别的光致变色材料加入多酸当中，使多酸基光致变色材料的种类更加丰富，性能更加稳定，发展更加迅速，使用范围更加广泛。
参考文献
[1]PopeMT.杂多和同多金属氧酸盐[M].王恩波等译.长春：吉林大学出版社，1991：1-10.
[2]王恩波，胡长文，许林.多酸化学导论[M].北京：化学工业出版社，1998：1-10.
[3]李强.多酸有机亚胺衍生物的合成、结构与性能研究.北京化工大学博士论文，2005.
[4]樊美公.光化学基本原理与光子学材料科学[J].北京：科学化学出版社，2001：173-180.
[5]杨松杰，田禾.有机光致变色材料最新研究进展[J].化工学报，2003，（4）：497-507.
