barwniki specjalne

barwniki specjalne,

barwniki służące nie tylko do nadawania barwy przedmiotom użytkowym, lecz także do innych celów, m.in. do przetwarzania różnych rodzajów energii oraz do wizualizacji niektórych procesów fiz., chem. i biochemicznych;

do najważniejszych należą: barwniki do celów fot. i reprograficznych, substancje do zabarwiania preparatów biol., wskaźników ciekłokrystalicznych, substancje barwne stosowane jako środki wspomagające terapię lub jako leki, barwniki przekształcające energię słoneczną w energię elektryczną, cieplną lub chemiczną.

Materiały do fotografii barwnej składają się z 3 warstw, które — poza halogenkami srebra — zawierają odpowiednio dobrane substraty (tzw. komponenty barwne) przekształcające się w żółty, czerwony lub niebieski barwnik azometinowy. Z tych 3 podstawowych barw, w wyniku addytywnego mieszania, tworzą się barwy zbliżone do barw fotografowanego obiektu. Barwniki stosuje się też do sensybilizacji opt., tj. rozszerzenia barwoczułości materiałów światłoczułych przez dodanie do tych materiałów specjalnych barwników uczulających (np. cyjaninowych).

Do wywoływania czarnego lub barwnego obrazu na papierze służyła diazotypia; papier pokryty mieszaniną dostatecznie stabilnych soli diazoniowych z odpowiednio dobranymi składnikami biernymi naświetlano promieniami nadfioletowymi; w miejscach naświetlonych następował rozkład soli diazoniowej, a następnie (po zalkalizowaniu) wytworzenie barwnika azowego w miejscach nie naświetlonych. Technika diazotypii została wyparta przez metodę elektrofot. kopiowania tekstów lub rysunków, znaną jako kserografia. Substraty barwne dają także możliwość kopiowania: na odwrotnej stronie papieru, w zewn. warstwie trójwarstwowego pokrycia, umieszcza się mikrokapsuły prekursora barwnika. W miejscach nacisku mikrokapsuły pękają i powstaje kopia pisma.

Barwniki stosowane do zabarwiania substancji ciekłokrystalicznych (kryształ ciekły) wykorzystywanych we wskaźnikach, np.: zegarków, kalkulatorów, urządzeń pomiarowych muszą być rozpuszczalne w tych substancjach i tak dobrane, by nie zakłócały zdolności substancji ciekłokrystalicznych do porządkowania się pod wpływem pola elektrycznego; do tego celu nadają się niektóre barwniki antrachinonowe, chinoftalonowe i in. policykliczne.

Barwniki przeznaczone do wizualizacji różnic w budowie tkanek są powszechnie wykorzystywane w medycynie i biologii; stosuje się do tego celu wiele barwników naturalnych. Poza diagnostyką med. barwniki są stosowane w medycynie jako właściwe środki leczn. lub jako środki wspomagające terapię. Zastosowanie w terapii znalazły niektóre barwniki dzięki skojarzeniu ich zdolności do selektywnego wiązania się z określonymi rodzajami tkanek i absorpcji promieniowania; np. niektóre pochodne porfiryn i ftalocyjanin (także niektóre inne barwniki) umożliwiają wybiórcze skierowanie promieniowania wyłącznie na tkankę nowotworową. Ta technika jest zw. fotochemioterapią lub terapią fotodynamiczną.

Do wykrywania wad niektórych materiałów techn. są stosowane barwniki rozpuszczalne w org. rozpuszczalnikach. Technika defektoskopii z wykorzystaniem barwników polega na tym, że na powierzchnię badanego materiału (np. część metalową) nanosi się warstwę zawiesiny barwnika i usuwa jego nadmiar; barwnik pozostaje tylko w w pęknięciach, dobrze widocznych dzięki jego intensywnej barwie lub fluorescencji.

W przekształcaniu energii słonecznej bezpośrednio w energię elektryczną, cieplną lub chem. rola barwnika sprowadza się do pochłaniania promieniowania słonecznego w zakresie widzialnym i w bliskiej podczerwieni i przetwarzaniu w inny rodzaj energii. Takie zastosowanie mogą znaleźć trwałe metaloporfiryny, kompleksy rutenu(II) z pochodnymi bipirydylu oraz fluoryzujące barwniki kumarynowe. Barwniki fluoryzujące o dużej wydajności kwantowej i trwałości fotochemicznej, które wykazują jednocześnie silną absorpcję i zdolność przekazywania promieniowania, znajdują zastosowanie do budowy laserów barwnikowych (ośrodkiem czynnym jest roztwór barwnika org.). Do tych celów stosuje się przeważnie wybrane barwniki cyjaninowe i ksantenowe.