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为什么有些杯子加入热水后会变色?

你是否曾拥有一个马克杯,当你往里面倒入一杯热茶或咖啡时,杯身就会改变颜色?如果是的话,你知道它为什么会变色吗?对此,Chris Smith邀请到了剑桥大学的化学家Ljiljana Fruk来解答这个疑问。

Ljiljana:

事实上,我也拥有一个变色马克杯。我爱死它们了。

Chris:

你也有一个?

Ljiljana:

当你把热茶倒进去的时候,会看到一只恐龙突然出现在杯子上,这才是其真正的美丽之处。这一类材料很早以前就出现了,并且主要分为两种类型。其中一种材料用于杯具或一些玩具上,由被称为隐色染料的有机染料制成。基本上来说,它们的结构可以随热量而发生变化。

比如说,它们一开始可能因不吸收光而透明,当你对其加热之后,它们的分子结构就会稍微变化,并在突然之间可以吸收不同波长的光。当你拥有很多不同种类的染料时,就可以在杯子上画出各种不同的图案,当你把一些热饮倒入杯子里时,杯身便会改变颜色。这种染料通常不是非常敏感,所以只会检测到热或冷,这就是为什么人们会将其用于杯身材料。

但如果你想使得变色更精确一点,可能需要利用到更为昂贵的液晶。液晶同样可由某种有机分子组成,但它们能够以特定的方式进行组合,当你加热它们时,就是在改变它们的组合。当你稍微改变它们的结构后,它们就会以不同的方式与光线进行相互作用。

液晶通常用于显示器,同时也用于许多传感器,因此我们时时刻刻都在使用它们。如果你拥有LCD显示器,那就是液晶显示器( liquid-crystal display),所以你经常会在技术和高科技领域使用到它们。你可能不会用液晶制作杯子,因为它们非常昂贵。

Chris:

谢谢Ljiljana。所以基本上来说,当我们加热杯子时,一种分子会暂时改变形状,而形状的变化意味着它会与某种颜色而不是另一种颜色的光进行相互作用,从而暂时反射出不同的颜色,这就是杯子会变色的原因。当杯子冷却下来时,这种分子就会还原到起始状态,这也就是杯子恢复原来颜色的原因。

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