¿Cómo funcionan esas camisetas que cambian de color con el sol?

Una mirada rápida a la página de Del Sol Cómo funciona muestra su explicación,

¿COMO FUNCIONA?

El cristal Spectrachrome® revela color al ser irradiado por ondas ultravioleta; es decir, la luz del sol. Cuando una flor florece, el resultado es la exposición del color inherente de la flor. Un cristal Spectrachrome® es similar en el sentido de que se produce un cambio de energía que hace que el color del tinte se vuelva visible para el ojo humano. El desplazamiento o "retorcimiento" del tinte se denomina transición de excitación molecular. El tinte en realidad no "cambia" de color; más bien, se vuelve visible para el ojo humano. La investigación muestra que algunos animales; por ejemplo, ciertas especies de murciélagos pueden ver el color de un cristal Spectrachrome® en su estado inactivo.

¿QUÉ LONGITUD DE ONDA CAUSA LA REACCIÓN?

Aunque cada cristal Spectrachrome® opera a una longitud de onda ligeramente diferente, la longitud de onda óptima es de 365 nanómetros.

que es razonable. Tenga en cuenta que no es necesario que exista una correlación particular entre la longitud de onda de la luz que activa un determinado color de tinta y el color de esa tinta. La mayoría de las luces artificiales son bastante delgadas en los rayos UV (por diseño, no es algo que queramos tener todo el tiempo), pero las luces negras están disponibles si desea probar esto experimentalmente.

En particular, esto significa que la explicación en el OP,

la luz solar y la luz artificial tienen espectros diferentes y eligen colores que reflejan solo las longitudes de onda contenidas en la luz solar pero no en la luz artificial.

no es del todo correcto. No es que se refleje el espectro de la luz solar; en cambio, la luz del sol contiene componentes espectrales que 'activan' la tinta para que el tinte se vuelva visible.

Hay una explicación en el sitio web de Del Sol pero omite los detalles técnicos. Esto probablemente se deba a que Del Sol lo considera propiedad intelectual confidencial comercialmente valiosa, y tengo que admitir que probablemente sea correcto.

De todos modos, algunas búsquedas en Google han arrojado una sugerencia sobre cómo funciona, pero no hay pruebas para esta idea, así que trátela como solo una hipótesis hasta que Del Sol revele su tecnología.

La hipótesis es que los colores se deben a la fluorescencia . Los tintes utilizados absorben la luz y la vuelven a emitir a una longitud de onda diferente dando los colores que vemos en la ropa. El cambio de color ocurre porque los tintes pueden existir en dos estados, uno de los cuales emite fluorescencia en longitudes de onda ultravioleta y el otro en longitudes de onda visibles. El cambio entre los dos estados es provocado por la luz ultravioleta.

La luz artificial contiene muy poca luz ultravioleta, por lo que los tintes vuelven al estado en el que no emiten fluorescencia en las longitudes de onda visibles. La luz del sol contiene una cantidad significativa de uv y, a la luz del sol, los tintes cambian a la forma que emite fluorescencia en las longitudes de onda visibles. Es por eso que el color aparece solo a la luz del sol.

Para discriminar entre las otras dos respuestas. La espectroscopia de por vida sería capaz de distinguir entre fotocromismo (en este caso, reflectancia conmutable ultravioleta reversible, ejemplo: hexaarilbiimidazol donde el tiempo de transición es de milisegundos a segundos) y fluorescencia ultravioleta (donde el "tiempo de transición" es cero, aunque el estado fluorescente excitado probablemente tiene una vida útil de nanosegundos o menos).

Una forma de implementar esto es con una pequeña luz negra y un gran ventilador de caja de alta velocidad. El ventilador actúa como un helicóptero óptico. Iluminando la camiseta a través de las aspas del ventilador, si el efecto es de fluorescencia, el color aparecerá inmediatamente cada vez que se ilumine la camiseta. Si el efecto es fotocromismo, el color aparecerá si el ventilador está configurado a una velocidad de rotación lo suficientemente lenta (quizás detenido, si el tiempo de transición es "largo").

Creo que los tintes se comportan de manera similar a los materiales que brillan en la oscuridad; Ellos emiten una cierta longitud de onda con el tiempo después de ser radiados.
En el caso de estas camisetas tendrás diferentes químicos para diferentes colores, pero todos ellos "activados" por la radiación UV.

Hay una muy buena explicación en Wikipedia , pero básicamente esto:

Puede excitar un electrón proporcionándole un paquete de energía lo suficientemente alto, es decir, rayos UV, por ejemplo. Esto significa que el electrón tiene más energía y se mueve a un estado de mayor energía (a menudo considerado como un orbital más alto). Lo que suele suceder es que ese electrón cae a su estado de energía habitual casi inmediatamente, lo que emite luz (un electrón que vibra genera fotones). Un buen ejemplo de esto son esas luces de gas para acampar: se calientan, los electrones se excitan y se desexcitan de inmediato, pero constantemente, lo que le brinda una luz brillante constante y agradable)

Sin embargo, para la fosforescencia, el electrón solo cae un tiempo después, lo que significa que si pones energía ahora, emite luz hasta más tarde, aunque no tan brillante.

Como ha comentado fractalspawn, es casi seguro que se trata de un efecto fotocromático ( https://en.wikipedia.org/wiki/Photochromism ). En este proceso una molécula en forma A puede absorber un fotón visible o UV y ser isomerizada en otra forma B. Esta tendrá un espectro de absorción diferente al del material de partida y si este absorbe en la parte visible del espectro se observa un cambio de color. .

En las moléculas fotocrómicas, un fotón de diferente color puede cambiar B de nuevo a A. También podría darse el caso de que térmicamente B pueda hacer la transición de regreso a A. Sin saber más sobre los compuestos en la camiseta, no se puede estar seguro. De manera similar, las constantes de velocidad de reacción no pueden conocerse, pero en muchos de estos tipos de compuestos, las constantes de velocidad de isomerización pueden ser$>10^9 s^{-1}$.

Siempre es posible que se produzca fluorescencia en las especies A o B, pero esto tiene que competir con la reacción (lo que hace que el rendimiento sea pequeño) y sería muy difícil de observar con luz brillante, mientras que un cambio de color debido a la absorción es fácilmente observable.