近红外吸收染料的应用进展

李祯+高茜+李琳娜

摘 要：随着科学技术的进步及全球经济及工业技术的飞速发展，近年来越来越多的新型技术受到了各方面专业人士的关注，其中近红外吸收染料由于其广泛的应用性而被大众所熟知并认可，近红外吸收染料在激光防护、滤光材料、红外摄影、热写显示及光稳剂、激光印刷等方面都能被有效的利用，随着其大量的流入市场并投入使用，其发展也是极其迅速的。本文主要介绍近红外吸收染料在激光防护、滤光材料、红外摄影、热写显示及光稳剂、激光印刷等方面的应用进展。

关键词：近红外吸收染料；应用进展；红外运用

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

近年来，近红外吸收染料被人们广泛关注和研究，其具有良好的应用前景和潜力。该类染料目前主要应用于激光防护、滤光材料、红外摄影、热写显示及光稳剂、激光印刷等方面。本文对近红外吸收染料在以上领域的应用进行了概述。

1 激光防护

上个世纪70年代，近红外吸收染料被首次应用于激光防护方面。激光可对眼睛造成严重损害，破坏光电装置，因此，迫切需要开发一种对激光具有防护作用的材料从而防止损害。

激光防护材料必须具备以下几项指标：（1）在lgε≥4波段有强吸收，在其它波段弱吸收或无吸收；（2）具备良好的光稳定性、热稳定性及化学稳定性；（3）具备良好的相容性且毒性低。

杨小兵[1]等对1064nm新型近红外激光防护染料的合成、结构设计与性能进行了基础研究，采用克酮酸和结构相对稳定的生色团构筑了1064nm新型近红外激光防护染料的骨架单元。

2 滤光材料

近红外吸收染料在660-930nm范围内对光线有强吸收作用，可以作为也是兼容材料使用。国外对此材料研究较早，而我国在此方面起步较晚，目前只有少数科研单位和高等院校在进行此方面的研究。戴峰[2]等人将染料与聚碳酸酯混合，通过注塑成型得到滤光片，通过检测，该滤光片具有良好的光和热稳定性，并且在660-930nm范围有良好的吸收，同时又在450-630nm保持较好的透光性。

国外在此方面研究远远领先与国内，国内研究目前存在的主要问题是近红外吸收染料自身的性能缺陷所导致的，使得能够作用滤光材料的近红外吸收染料种类比较少，同时国内在此方面的制备工艺还不成熟，不够完善。

3 红外摄影

如今，越来越多的红外感光摄影材料被研究生产出来。半导体激光相与红外摄影术已经完美结合。常用的有机光导材料为电荷产生层和电荷传输层双层结构。一般酞菁染料、方酸染料、三偶氮染料以及薁类红外吸收染料常被用过电荷产生材料，而吡唑啉、聚乙烯咔唑和芳胺等常被用作电荷传输材料[3]。

4 热写显示及光稳剂

热-电-光系统是使用红外吸收染料作为特殊吸收层，使激光能量转化为热能，提高热写输入速度。基于此，人们发现了碟状液晶材料，并发展了平面显示系统和凸屏显示系统。

近红外吸收染料在热写显示的应用报道较多[4，5]。酞菁染料常被用于热写显示方面。单独的酞菁因光热稳定性能差而影响了其实际应用价值。研究发现，可以通过往液晶材料中加入硫代双烯型金属络合物阴离子，从而提高酞菁类染料的光稳定性。

5 激光印刷

激光印刷技术和电子照相技术原理相同，激光印刷广泛用于电脑打印、多功能打印机及传真机上[6]。激光打印机的光源发射器[7]通常是波长在800nm左右的GaAlAS二极管激光器，这就要求材料的光敏区在近红外光区。

激光打印机上的感光器多采用偶氮染料、酞菁、方酸菁颜料和其它物质。酞菁在感光器材料中使用最为广泛。这些感光器晶体一般由不含金属的酞菁或二价的金属酞菁转化而来。三价、四价金属酞菁在近红外区有本征吸收；目前研究发现三偶氮染料可应用于激光印刷并已被合成出来；酸菁颜料在近红外区具有强吸收，是一种具有应用潜力的新型候选材料；二萘嵌苯染料具有在红外光区具有强吸收，很难被用作二极管激光器材料。

6 结语

目前可利用的能够工业化生产的近红外吸收染料的种类依旧匮乏，因此，仍需继续积极的开发。我们相信，近红外吸收染料在激光防护、红外摄影、热写显示及光稳剂和激光印刷等领域中的应用也会日益广泛与成熟。

参考文献：

[1]韩鹏博.近红外吸收染料的制备及其光学性能研究[A].中国化学会.中国化学会第30届学术年会摘要集-第二十一分会：π-共轭材料[C].中国化学会，2016（01）.

[2]胡露，杨柱，张小平，邓康清.近红外吸收染料在光学功能材料中的应用进展[J].化学与黏合，2015（06）：443-446.

[3]陈丽媛，陈晓健，孙健，沈永嘉.近红外吸收染料的应用进展[J]. 染料与染色，2013（06）：1-4+7.

[4]杨小兵，张守鑫，杨博，王春宇，丁松涛，王安邦.1064nm激光防护用克酮酸菁近红外吸收染料研究进展[J].功能材料，2013（22）：3235-3238.

[5]李斌，彭德权，潘晓勇，舒宝，刘佳其.基于酞菁類和二亚铵类近红外吸收染料的等离子显示器滤光膜的性能对比研究[J].现代显示，2012（07）：13-17.

[6]王凤云.方酸菁近红外吸收染料的合成及其光谱性质的研究[D].长春理工大学，2010.

[7]门金凤，陈朝辉，程海峰，楚增勇.基于菁染料的近红外吸收滤光片夜视兼容性能研究[J].光学学报，2008（09）：1783-1787.

[8]增田清司，北尾倍章.酞菁化合物、其生产方法和近红外吸收染料和利用该染料的近红外吸收滤光器[P].日本：CN1468856，2004，01（21）.