Loading article…
化学において、溶媒和発色とは、溶質を異なる溶媒に溶解させたときに溶液の色が異なる現象のことである。[ 1 ] [ 2 ]
溶媒和発色効果とは、物質（溶質）を様々な溶媒に溶解させた際に、そのスペクトルが変化する現象のことです。この文脈において、溶媒の最も重要な特性は誘電率と水素結合能です。様々な溶媒によって溶質の電子基底状態と励起状態に異なる影響が生じるため、溶媒が変わるにつれて両者のエネルギーギャップの大きさが変化します。これは、溶質の吸収スペクトルまたは発光スペクトルにおいて、分光バンドの位置、強度、形状の違いとして現れます。分光バンドが電磁スペクトルの可視領域にある場合、溶媒和発色は色の変化として観察されます。これは、図に示すように、ライヒャルト染料によって例示されます。
負の溶媒和発色性とは、溶媒の極性が増加するにつれて短波長シフト（または青方偏移）が生じる現象を指します。負の溶媒和発色性の例としては、 4-(4′-ヒドロキシスチリル)-N-メチルピリジニウムヨウ化物があり、これは1-プロパノール中では赤色、メタノール中では橙色、水中では黄色を示します。
正の溶媒和発色性とは、溶媒の極性が増加するにつれて長波長シフト（または赤方偏移）が生じる現象を指します。正の溶媒和発色性の例として、トルエン中ではオレンジ色 、アセトン中では赤色を示す4,4'-ビス(ジメチルアミノ)フクソンが挙げられます。
溶媒和発色現象の概念の主な価値は、溶液の色を予測するための枠組みを提供する点にある。溶媒和発色現象は、原理的にはセンサーや分子エレクトロニクスにおける分子スイッチの構築に利用できる。溶媒和発色性色素は溶媒パラメータの測定に用いられ、溶解現象の説明や特定の用途に適した溶媒の予測に役立てることができる。
カーボンナノチューブのフォトルミネッセンス/蛍光の溶媒和発色現象が特定され、光センサー用途に利用されている。そのような用途の1つでは、ペプチドでコーティングされたカーボンナノチューブの蛍光波長が爆発物に曝されると変化し、検出が容易になることがわかった。[ 3 ]しかし、最近では、電気変色挙動を示す古いデータと新しいデータに基づいて、カーボンナノチューブの小さな発色団の溶媒和発色仮説が疑問視されている。[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]これらの観察結果や半導体ナノチューブ上の非線形プロセスに関するその他の観察結果は、コロイドモデルには、小さな分子の物理的記述ではなく、電気化学プロセスを含む古典的な半導体光学プロセスに沿った新しい解釈が必要であることを示唆している。相反する仮説は、ナノチューブが他の「バルク」ナノ材料とは異なり、単原子厚の材料界面であるという事実に起因する可能性がある。