fotoactieve

Fotoactieve is een algemene term voor materialen, moleculen of systemen die reageren op licht door een verandering in chemische samenstelling, structuur, elektronisch gedrag of fysieke eigenschappen. De term wordt gebruikt in onder meer de vakgebieden fotochemie, materiaalkunde, coatings en sensoren. Een fotoactieve stof kan reageren op straling in het zichtbare, ultraviolette of slightly hogere frequenties, afhankelijk van de bandkrachten of energieniveaus die hij bevat.

De werking berust meestal op fotobranding of fotogeleiding: bij lichtabsorptie wordt een elektron geëxciteerd naar een hoger energieniveau. Dit kan leiden tot redoxreacties, isomerisatie, rearrangementen in moleculen of een verandering in optische eigenschappen (bijvoorbeeld kleur of transparantie). In sommige systemen zorgen fotogebonden processen voor blijvende veranderingen, terwijl andere materialen zich na afschakelen weer terugkeren naar de oorspronkelijke staat (reversibel gedrag). Verschillende klassen fotoactieve materialen bestaan naast elkaar: inorganic semiconductors zoals TiO2 en ZnO die fotokatalyse mogelijk maken; organische en geïncorporeerde fotochromen en fotoactieve polymeren; en nanosysteem-gedragen bronnen zoals quantum dots.

Toepassingen zijn divers: zonne-energieconversie en waterstofproductie via fotokatalyse, pollutietafbraak en waterzuivering, zelfreinigende oppervlakken, slimme ramen en filters die op licht reageren, en sensoren of gegevensopslag die afhankelijk zijn van licht. Uitdagingen omvatten beperkte efficiëntie en stabiliteit onder langdurige belichting, kosten en schaalbaarheid, en milieu- of gezondheidsrisico’s bij bepaalde fotoactieve materialen. Doel is het ontwikkelen van stabiele, niet-schadelijke systemen met gerichte respons op gekozen lichtbronnen.