Cambios de color con la temperatura.
Una explicación simple de cómo funcionan los productos químicos termocrómicos (que cambian de color) y cómo se usan.
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Es posible que haya visto productos novedosos que cambian de color con el calor: anillos de humor, camisetas, juguetes de baño, tazas de café, lo que sea, lo han hecho. Luego hay aplicaciones más serias: termómetros para niños, termómetros para refrigerador, indicadores de batería. Todos están hechos con químicos especiales que cambian de color con el calor, llamados químicos termocrómicos.
¿Cómo trabajan?
Hay dos tipos de químicos usados en esta área. Uno tiene un nombre familiar: Cristal líquido. El otro tiene un nombre no tan familiar: Leuco Dyes. Cada uno funciona de una manera ligeramente diferente, pero el objetivo es el mismo. Cuando la temperatura cambia, algo debe sucederle al químico para que la luz que lo atraviesa cambie.
Espectro de luz
La luz blanca se compone del espectro completo de colores, los colores del arco iris. Cuando algo tiene un color, solo refleja las partes de luz blanca que producen ese color. El resto de la luz es absorbida por el objeto.
Cristales
Los cristales líquidos son líquidos que tienen propiedades cristalinas. Los cristales son claros, a menudo sólidos coloreados. Son claros porque son minerales en los que los átomos que forman el sólido están dispuestos de manera muy regular, lo que significa que la luz puede pasar. Cuando están coloreados es porque la disposición dentro del cristal está refractando (doblando) la luz para que solo pasen partes particulares de la luz.
Cristales líquidos
Un cristal líquido generalmente está formado por moléculas grandes que, aunque son líquidas y móviles, también se alinean. A menudo esto se debe a que tienen fuertes diferencias de carga entre una parte de la molécula y otra. Entonces, las partes negativas de las moléculas serán atraídas por las partes positivas de otras moléculas y se alinearán. Cuando un cristal líquido se calienta, comienza a cambiar su estructura; Las moléculas se mueven más rápido y se alinean de diferentes maneras. Los cristales líquidos termocrómicos atraviesan una estructura a una temperatura determinada en la que la luz se refracta de tal manera que se produce el color. Este color cambiará en todo el rango del espectro. Esto sucede porque a medida que aumenta la temperatura, las capas de moléculas se separarán gradualmente. Esto hace que cambie la refracción de la luz, por lo tanto, cambia el color de la luz que atraviesa el cristal.
Tintes Leuco
Los tintes de Leuco funcionan de manera diferente. Son moléculas orgánicas grandes cuya estructura se basa en varios anillos hexagonales de átomos de carbono con grupos adicionales unidos a ellos. Estos tipos de compuestos pueden absorber ciertas longitudes de onda de color cuando la estructura se conjuga. Esto significa que los átomos de carbono comparten uno de sus electrones “de repuesto” en todo el sistema de anillos creando una estructura similar a la del grafito . El sistema conjugado puede absorber algunos colores a la luz, haciendo que el tinte sea de color. Los tintes de Leuco tienen dos estados. En uno, la estructura no está conjugada y, por lo tanto, no da color. En el otro se conjuga y, por lo tanto, le da un color. En los tintes termocrómicos, los compuestos de Leuco se mezclan con un disolvente que normalmente es sólido. Con un ligero aumento de temperatura, se funde y disuelve el tinte y un ácido débil, que se combinan para cambiar el tinte a una estructura conjugada, dándole un color. Cuando el tinte se enfría nuevamente, vuelve a una estructura no conjugada y el color desaparece.
Usos
Los tintes termocrómicos de cristal líquido se utilizan en aplicaciones que requieren mayor precisión y alcance, como los termómetros. Los tintes de Leuco se usan en otras aplicaciones, como artículos novedosos y señales de advertencia como “demasiado caliente”.
¿Hay algún tipo de papel o tela que cambie de color con condiciones como la temperatura o el tiempo?
Termocromismo – Wikipedia, la enciclopedia libre