ソルバトクロミズム

化学において、ソルバトクロミズムとは、溶質を異なる溶媒に溶かしたときに溶液の色が異なるときに観察される現象である。^{[1] [2]}

ソルバトクロミズム効果とは、物質（溶質）がさまざまな溶媒に溶解したときに、その物質のスペクトルが変化する方法です。この文脈では、誘電率と水素結合能力が溶媒の最も重要な特性です。さまざまな溶媒では、溶質の電子基底状態と励起状態に異なる影響があり、溶媒が変化すると、それらの間のエネルギーギャップのサイズが変わります。これは、分光バンドの位置、強度、および形状の違いとして、溶質の吸収スペクトルまたは発光スペクトルに反映されます。分光バンドが電磁スペクトルの可視部分に発生すると、色の変化としてソルバトクロミズムが観察されます。これは、図に示すように、 ライヒャルト染料によって説明されます。

負の溶媒和色性は、溶媒の極性が増加するにつれて浅色シフト（または青方シフト）する現象に対応する。負の溶媒和色性の例としては、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挙げられ、これは1-プロパノール中では赤色、メタノール中ではオレンジ色、水中では黄色となる。

正の溶媒和色性は、溶媒の極性が増加するにつれて深色シフト（または赤方偏移）する現象に対応する。正の溶媒和色性の例としては、トルエン中ではオレンジ色 、アセトン中では赤色になる4,4'-ビス（ジメチルアミノ）フクソンが挙げられる。

ソルバトクロミズムの概念の主な価値は、溶液の色を予測するためにそれが提供するコンテキストです。ソルバトクロミズムは、原理的にはセンサーや分子スイッチの構築のための分子エレクトロニクスで使用できます。ソルバトクロミズム染料は、溶解度現象を説明し、特定の用途に適した溶媒を予測するために使用できる溶媒パラメータを測定するために使用されます。

カーボンナノチューブのフォトルミネセンス/蛍光の溶媒和発色性は特定されており、光センサー用途に使用されています。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の波長は爆発物にさらされると変化し、検出が容易になることが分かりました。^[3]しかし、最近では、エレクトロクロミック挙動を示す古いデータと新しいデータに照らして、カーボンナノチューブの小さな発色団の溶媒和発色性仮説に疑問が投げかけられています。^{[4] [5] [6]}半導体ナノチューブ上の非線形プロセスに関するこれらの観察とその他の観察は、コロイドモデルには、小分子の物理的説明ではなく、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ます。矛盾する仮説は、ナノチューブが他の「バルク」ナノマテリアルとは異なり、単一原子の厚さの材料界面であるという事実による可能性があります。

• Kamlet, Mortimer J.; Abboud, Jose Luis M.; Abraham, Michael H.; Taft, RW (1983). 「線形溶媒和エネルギー関係。23. 溶媒和発色パラメータ .pi.*、.alpha.、.beta. の包括的なコレクション、および一般化溶媒和発色方程式を簡略化するいくつかの方法」。The Journal of Organic Chemistry。48 ( 17): 2877–2887。doi :10.1021/jo00165a018。

• 負の溶媒和発色実験
• 陽性ソルバトクロミズム実験