MATERIAŁY FOTOCHROMOWE
(PHOTOCHROMIC MATERIALS)

Materiały fotochromowe należą do grupy materiałów inteligentnych, zmieniających barwę.

Materiały fotochromowe

Materiały te odwracalnie zmieniają barwę, w zależności od natężenia padającego na nie światła. Zazwyczaj są pozbawione koloru, gdy znajdują się w ciemnym miejscu, natomiast pod wpływem działania światła słonecznego lub ultrafioletowego następują zmiany materiałowe na poziomie molekularnym i w rezultacie materiał przybiera kolor. Po ustąpieniu działania światła, kolor zanika. Zmiana koloru może zachodzić bardzo szybko lub wolno.
Zmiany z jednego koloru na drugi są możliwe poprzez wymieszanie kilku różnych kolorów podstawowych, na jakie mogą zabarwiać się substancje fotochromowe. 
Substancje te są sklasyfikowane w trzech grupach:

1. pojedyncze cząsteczki
2. polimery
3. cząsteczki biologiczne

Fotochromizm występuje zarówno w substancjach nieorganicznych jak i organicznych. Przykładowe substancje organiczne to związki grupy azobenzenów, spiropyrenów, diaryloetenów, i innych, np. 1,2-diaryloeten, poli-bis-(2-metyl tiofen-3-yl)perfluorocyklopenten. Zmiana koloru spowodowana jest przemianą takiej substancji z jednego izomeru w drugi, o innej budowie strukturalnej (przejście z formy otwartej do zamkniętej):

Przemiana strukturalna izomerów

Wzory strukturalne dwóch izomerów diaryloetenu

Wzory strukturalne dwóch izomerów poli-bis-(2-metyl tiofen-3-yl)perfluorocyklopentenu

W następstwie takiej przemiany izomerycznej oprócz widocznej zmiany barwy, następuje także zmiana wartości współczynnika załamania światła, zmiana stałych dielektrycznych,  potencjałów procesów utleniania i redukcji, chiralności, a także w przypadku cząsteczek biologicznych - uaktywnienie enzymów.
Na poniższym wykresie przedstawiona jest zależność pomiędzy długością fali emitowanego światła a absorpcją materiału fotochromowego, oraz przejście z jednej formy izomerycznej w drugą (forma otwarta i zamknięta).

Zależność pomiędzy długością fali emitowanego światła a absorpcją materiału fotochromowego

Własności fotochromowe wykazują także materiały nieorganiczne: dwutlenek tytanu w połączeniu ze srebrem (Ag-TiO2), otrzymywane w określonych warunkach, a także dwutlenek hafnu HfO2 i dwufluorek wapnia CaF2.

O jakości danej substancji fotochromowej decyduje kilka czynników, przede wszystkim czułość na światło, czas reakcji, stabilność termiczna obu izomerów (optymalny zakres stosowania  to 180 - 240 stopni Celsjusza), trwałość oraz możliwość recyklingu bez starty charakterystycznych własności.
W kontakcie substancji fotochromowej z ludzką skórą lub oczami, może ona wywoływać podrażnienia.

Zmiana kolorów materiałów fotochromowych

Materiały fotochromowe są stosowane do produkcji farb, atramentów, a także w formie odlewów z innymi substancjami jako składowe elementy różnych aplikacji (najczęściej w połączeniu z polichlorkiem winylu PVC, polipropylenem PP, PVB, CAB, EVA, oraz uretanami)

Są używane do produkcji elementów optoelektronicznych, soczewek i cienkich, światłoczułych filmów.

Materiały fotochromowe zaczynają być stosowane jako optyczne magazyny pamięci masowej (o możliwości wielokrotnego zapisu, sam proces zapisu dokonuje się poprzez laser.)

Firma Corning Inc  jako pierwsza na świecie opracowała soczewki do szkieł kontaktowych i okularów, w skład których wchodzi materiał fotochromowy o nazwie handlowej PhotoGray.
Amerykańska firma Detco Enterprise ma w swojej ofercie koszulki (T-shirty) z elementami dekoracyjnymi w skład których wchodzą materiały fotochromowe - wystawione na światło zmieniają barwę i tym samym wygląd koszulki.
Firma Matusi International sprzedaje materiały z zastosowaniem substancji fotochromowych pod handlową nazwą Photopia: głównie farby, atramenty i elementy z tworzyw sztucznych.

Możliwe przemiany kolorów materiałów fotochromowych (oprac. przez firmę Matsui)