近紅外吸收染料的應用進展

李禎+高茜+李琳娜

摘 要：隨著科學技術的進步及全球經濟及工業技術的飛速發展，近年來越來越多的新型技術受到了各方面專業人士的關注，其中近紅外吸收染料由于其廣泛的應用性而被大眾所熟知并認可，近紅外吸收染料在激光防護、濾光材料、紅外攝影、熱寫顯示及光穩劑、激光印刷等方面都能被有效的利用，隨著其大量的流入市場并投入使用，其發展也是極其迅速的。本文主要介紹近紅外吸收染料在激光防護、濾光材料、紅外攝影、熱寫顯示及光穩劑、激光印刷等方面的應用進展。

關鍵詞：近紅外吸收染料；應用進展；紅外運用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.245

近年來，近紅外吸收染料被人們廣泛關注和研究，其具有良好的應用前景和潛力。該類染料目前主要應用于激光防護、濾光材料、紅外攝影、熱寫顯示及光穩劑、激光印刷等方面。本文對近紅外吸收染料在以上領域的應用進行了概述。

1 激光防護

上個世紀70年代，近紅外吸收染料被首次應用于激光防護方面。激光可對眼睛造成嚴重損害，破壞光電裝置，因此，迫切需要開發一種對激光具有防護作用的材料從而防止損害。

激光防護材料必須具備以下幾項指標：（1）在lgε≥4波段有強吸收，在其它波段弱吸收或無吸收；（2）具備良好的光穩定性、熱穩定性及化學穩定性；（3）具備良好的相容性且毒性低。

楊小兵[1]等對1064nm新型近紅外激光防護染料的合成、結構設計與性能進行了基礎研究，采用克酮酸和結構相對穩定的生色團構筑了1064nm新型近紅外激光防護染料的骨架單元。

2 濾光材料

近紅外吸收染料在660-930nm范圍內對光線有強吸收作用，可以作為也是兼容材料使用。國外對此材料研究較早，而我國在此方面起步較晚，目前只有少數科研單位和高等院校在進行此方面的研究。戴峰[2]等人將染料與聚碳酸酯混合，通過注塑成型得到濾光片，通過檢測，該濾光片具有良好的光和熱穩定性，并且在660-930nm范圍有良好的吸收，同時又在450-630nm保持較好的透光性。

國外在此方面研究遠遠領先與國內，國內研究目前存在的主要問題是近紅外吸收染料自身的性能缺陷所導致的，使得能夠作用濾光材料的近紅外吸收染料種類比較少，同時國內在此方面的制備工藝還不成熟，不夠完善。

3 紅外攝影

如今，越來越多的紅外感光攝影材料被研究生產出來。半導體激光相與紅外攝影術已經完美結合。常用的有機光導材料為電荷產生層和電荷傳輸層雙層結構。一般酞菁染料、方酸染料、三偶氮染料以及薁類紅外吸收染料常被用過電荷產生材料，而吡唑啉、聚乙烯咔唑和芳胺等常被用作電荷傳輸材料[3]。

4 熱寫顯示及光穩劑

熱-電-光系統是使用紅外吸收染料作為特殊吸收層，使激光能量轉化為熱能，提高熱寫輸入速度。基于此，人們發現了碟狀液晶材料，并發展了平面顯示系統和凸屏顯示系統。

近紅外吸收染料在熱寫顯示的應用報道較多[4，5]。酞菁染料常被用于熱寫顯示方面。單獨的酞菁因光熱穩定性能差而影響了其實際應用價值。研究發現，可以通過往液晶材料中加入硫代雙烯型金屬絡合物陰離子，從而提高酞菁類染料的光穩定性。

5 激光印刷

激光印刷技術和電子照相技術原理相同，激光印刷廣泛用于電腦打印、多功能打印機及傳真機上[6]。激光打印機的光源發射器[7]通常是波長在800nm左右的GaAlAS二極管激光器，這就要求材料的光敏區在近紅外光區。

激光打印機上的感光器多采用偶氮染料、酞菁、方酸菁顏料和其它物質。酞菁在感光器材料中使用最為廣泛。這些感光器晶體一般由不含金屬的酞菁或二價的金屬酞菁轉化而來。三價、四價金屬酞菁在近紅外區有本征吸收；目前研究發現三偶氮染料可應用于激光印刷并已被合成出來；酸菁顏料在近紅外區具有強吸收，是一種具有應用潛力的新型候選材料；二萘嵌苯染料具有在紅外光區具有強吸收，很難被用作二極管激光器材料。

6 結語

目前可利用的能夠工業化生產的近紅外吸收染料的種類依舊匱乏，因此，仍需繼續積極的開發。我們相信，近紅外吸收染料在激光防護、紅外攝影、熱寫顯示及光穩劑和激光印刷等領域中的應用也會日益廣泛與成熟。

參考文獻：

[1]韓鵬博.近紅外吸收染料的制備及其光學性能研究[A].中國化學會.中國化學會第30屆學術年會摘要集-第二十一分會：π-共軛材料[C].中國化學會，2016（01）.

[2]胡露，楊柱，張小平，鄧康清.近紅外吸收染料在光學功能材料中的應用進展[J].化學與黏合，2015（06）：443-446.

[3]陳麗媛，陳曉健，孫健，沈永嘉.近紅外吸收染料的應用進展[J]. 染料與染色，2013（06）：1-4+7.

[4]楊小兵，張守鑫，楊博，王春宇，丁松濤，王安邦.1064nm激光防護用克酮酸菁近紅外吸收染料研究進展[J].功能材料，2013（22）：3235-3238.

[5]李斌，彭德權，潘曉勇，舒寶，劉佳其.基于酞菁類和二亞銨類近紅外吸收染料的等離子顯示器濾光膜的性能對比研究[J].現代顯示，2012（07）：13-17.

[6]王鳳云.方酸菁近紅外吸收染料的合成及其光譜性質的研究[D].長春理工大學，2010.

[7]門金鳳，陳朝輝，程海峰，楚增勇.基于菁染料的近紅外吸收濾光片夜視兼容性能研究[J].光學學報，2008（09）：1783-1787.

[8]增田清司，北尾倍章.酞菁化合物、其生產方法和近紅外吸收染料和利用該染料的近紅外吸收濾光器[P].日本：CN1468856，2004，01（21）.