熱致變色材料的制備方法很多，如固相法、液相沉淀法、化學氣相沉積法、溶膠-凝膠技術(shù)、磁控濺射法等，但目前應(yīng)用最多的是固相法、液相沉淀法和化學氣相沉積法。
1、固相法
室溫、近室溫固相反應(yīng)近年來取得了很大的進展，它的突出優(yōu)點是操作方便，合成工藝簡單，轉(zhuǎn)化率高，產(chǎn)品的粒徑均勻，且粒度可控，污染少，可避免或減少液相中易出現(xiàn)的硬團聚現(xiàn)象，以及由中間步驟和高溫反應(yīng)引起的粒子團聚現(xiàn)象。固相化學反應(yīng)過程包括：擴散→反應(yīng)→成核→生長四個階段，當成核速度大于核生長速度時，有利于生成納米微粒，如果核生長速度大于成核速度，則形成塊狀晶體。陳建梅等采用固相反應(yīng)研制了Bi-V類無機可逆熱致變色材料，并確定了制備的工藝條件，該熱致變色材料在110℃溫度下可由黃色變?yōu)槌燃t色，變色靈敏，可逆重復(fù)性良好。Heiras等利用固相反應(yīng)制備得到了MeMnO3(Me=Ba,Sr)粉體，得到了這些材料最佳反應(yīng)溫度。這些材料在低溫（大約在140K）下變色。同時討論了可能的變色原因是晶體結(jié)構(gòu)的改變，并通過XRD、SEM和TEM對這些材料進行了表征。
2、液相沉淀法
液相沉淀法是最為普遍應(yīng)用的一種方法。張慧萍等利用液相沉淀法，分別以不同原料和不同的配方制備了不同溫度下呈現(xiàn)不同顏色的多種無機熱致變色材料。并討論了各材料的變色機理，主要原因為：（1）發(fā)生分子間化學反應(yīng)而導致顏色的改變：該種熱變色材料的變色機理是發(fā)生分子間的化學反應(yīng)，電子在不同的組份中轉(zhuǎn)移引起氧化還原型的變化，從而導致顏色的改變。（2）分子結(jié)構(gòu)改變導致顏色改變：無機物中配合物顏色隨溫度變化而變化，多數(shù)是配位數(shù)變化造成的。例如：大部分Cu、Co、Ni等帶結(jié)晶水的有色化合物，某些含小分子配體的有色金屬配合物或含有機配體的配合物等，它們的熱變色也是因為加熱脫水引起配位數(shù)變化，即分子結(jié)構(gòu)變化造成的。（3）晶體結(jié)構(gòu)改變導致顏色改變：通常固態(tài)物質(zhì)在受熱發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變時常伴隨著顏色的變化。（4）熱分解導致顏色改變：熱分解反應(yīng)或具有氧化還原性質(zhì)的熱分解反應(yīng)都能導致顏色的改變。
3、化學氣相沉積法
化學氣相沉積法又稱為熱化學相反應(yīng)法，其反應(yīng)原理是：使蒸氣壓高的金屬鹽的蒸氣與各種氣體在高溫下反應(yīng)而獲得所需要的產(chǎn)物，例如：氮化物、碳化物和氧化物等。其生成過程通常是經(jīng)過均一成核和核生長兩個過程，其優(yōu)點是可以通過調(diào)節(jié)工藝參數(shù)達到對粉體組分、形貌、尺寸和晶粒的控制，是目前制備氮化物、碳化物和氧化物等單一粉體和薄膜的主要技術(shù)方法。Uzma Qureshi等利用化學氣相沉淀法在玻璃上制備了TiO2-VO2熱致變色薄膜材料，該材料通過X-射線衍射、拉曼散射、X射線光電子能譜（XPS）和掃描電子顯微鏡進行了表征。這種復(fù)合材料具有光致親水性、光催化性和在54℃具有熱致變色的性質(zhì)。
除以上各種方法外，崔敬忠等采用磁控濺射沉積的VO2熱致變色薄膜低溫（20℃）和高溫（80℃）下的透射光譜，測試波段范圍為500nm～2500nm。可知在高、低溫下，光透過率發(fā)生了明顯的變化。特別是在紅外波段，在波長大于2000nm處，光透過率從低溫態(tài)的60%降低到高溫態(tài)的18%，變化了42個百分點，波浪形透過譜線是由光的干涉效應(yīng)引起的。實驗發(fā)現(xiàn)，波長小于500nm透過率很小，接近于零，而且不隨溫度變化。這是由于入射光子能量大于VO2半導體態(tài)的禁帶寬度，本征吸收造成的結(jié)果。將VO2的熱致變色光學效應(yīng)和熱致變色電學效應(yīng)相比較發(fā)現(xiàn)，越是熱致變色電學效應(yīng)明顯的樣品，其熱致變色光學效應(yīng)也更加顯著。
二、無機熱致變色材料的應(yīng)用
由于熱變色材料，特別是無機低溫熱變色材料具有對溫度敏感變色，變色的色彩、溫度及可選擇范圍廣等性質(zhì)，加之其變色溫度貼近人類生活適宜溫度，因此可應(yīng)用于生產(chǎn)及日常生活等各領(lǐng)域，有著廣泛的應(yīng)用前景。
1.用于化學防偽
所謂化學防偽，是指利用物質(zhì)的化學反應(yīng)性質(zhì)進行真?zhèn)巫R別的方法。無機低溫熱變色材料具有隨溫度變化顏色改變的特性，因此可將其涂在商標、標簽、票據(jù)等上面，做上特殊的標記，根據(jù)其受熱后顏色的變化便可達到識別真?zhèn)蔚哪康摹?br />
2.用于測溫材料
對于用于測溫的熱致變色材料，其要求要遠比用于其他方面高得多，不但要對溫度的變化十分敏感，而且顏色變化的程度還應(yīng)與溫度變化成線性關(guān)系。但是，一般的熱變色材料感溫范圍都比較窄，為了獲得感溫帶較寬的測溫材料，Davis將多種具有不同溫度變化范圍的變色液晶制成多層熱變色涂料，各層之間有惰性物質(zhì)隔開，這樣就能隨著溫度的變化表現(xiàn)出一系列的顏色變化，從而大大拓寬了這種方法的測溫范圍。
1）可用于化學反應(yīng)進行過程中溫度升降及反應(yīng)熱的檢測，用于化工生產(chǎn)中熱交換器、反應(yīng)釜和其它加熱裝置等溫度分布測定，還可用于化學品、危險品容器及儲存庫適宜溫度的指示等等。2）用于治療過程中溫度變化的提示，用于醫(yī)療藥品適宜保存溫度的指示，還可用于量體溫等。因為人生病發(fā)燒時溫度會升高，可借助低溫熱變色材料制出37℃能變色的服裝，通過觀察病人服裝顏色便可診斷病人是否康復(fù)。
3. 用于熱儲存材料
現(xiàn)在用于這類材料的主要是二氯化鈷，它在與特定溶液混合后，當受到太陽光照射時通過物相的轉(zhuǎn)變來達到儲存熱量的目的。這種相變儲熱的過程是一個等溫過程，同時伴有顏色的變化，因此它能很好地起到自動控溫和調(diào)節(jié)光度的作用。
一般地，人們通過調(diào)節(jié)CoC12在混合物中的濃度來使其顏色變化的溫度范圍與吸收太陽能發(fā)生相變的溫度范圍一致，這就將熱量的吸收與顏色的變化有機地結(jié)合到一起。因此，這種材料很適用于氣候復(fù)雜地區(qū)的溫室建造。
4. 用于日常生活中
日常生活中一般可用于如家用電器適宜使用溫度的指示，冷凍食品、蔬菜、水果等各類食品適宜保存溫度的指示等；還可以用于裝飾、服裝、娛樂等美化生活方面，例如制出適當?shù)臒嶙兩剂�，制成能隨溫度變化而變色的特色服裝；房間用熱變色材料裝飾，形成隨溫度變化的美麗圖案；也可以把熱變色材料涂在木材、紙張、陶瓷、金屬等基材上，制作熱變色家具、茶具、玩具以豐富人們的生活；還可以用于繪畫、美術(shù)作品、廣告中產(chǎn)生一些奇特的效果。
三、結(jié)束語
熱致變色材料作為一種能對外界環(huán)境變化產(chǎn)生響應(yīng)的新型智能材料，具有極其廣闊的應(yīng)用前景。隨著人們對其變色規(guī)律的進一步認識，特別是通過將變色穩(wěn)定性和溫度敏感度進一步提高，必將大大拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域與應(yīng)用方式，這不僅將大大豐富我們的日常生活用品，還將對科學技術(shù)的發(fā)展起到重大的促進作用，產(chǎn)生顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。因此，研制出更多商品化的低溫熱變色材料，拓展其在各領(lǐng)域的應(yīng)用是化學工作者義不容辭的任務(wù)。
