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中國科大團隊研制出新型智能變色“玻璃”

2021-12-17 來(lái)源：中安在線(xiàn)、中安新聞客戶(hù)端

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【中玻網(wǎng)】

　　近期，從中國科大獲悉，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書(shū)宏院士團隊近期研制出一種新型低成本智能變色“玻璃”——多色顯示電致變色器件。該器件不僅能實(shí)現多色顯示，而且可以實(shí)現自供電驅動(dòng)，未來(lái)有望應用于節能建筑、低功耗顯示器、防炫后視鏡等領(lǐng)域。相關(guān)成果日前發(fā)表于《納米快報》。

　　氧化鎢因其高光學(xué)透過(guò)調制率和優(yōu)異循環(huán)穩定性，被認為是最有前景的電致變色候選材料之一。然而，其顏色變化單一，不利于在多色顯示等領(lǐng)域應用。利用元素摻雜、材料合成以及特殊結構設計等技術(shù)可以解決氧化鎢顏色單調的缺陷，但仍然存在成本高或犧牲透明度的缺點(diǎn)。

　　俞書(shū)宏院士團隊研制出一種基于納米線(xiàn)組裝體的多色顯示電致變色器件，通過(guò)采用界面組裝技術(shù)將氧化鎢和氧化釩納米線(xiàn)組裝在一起，從而使器件具有特定的光學(xué)、電學(xué)和多色顯示特性。在施加不同電壓下，組裝體可以呈現出由橙色、綠色到灰色的動(dòng)態(tài)顏色變化。通過(guò)控制兩種納米線(xiàn)的比例，還可調控組裝薄膜的顏色顯示、透明度、響應時(shí)間、著(zhù)色率等電致變色性能。此外，在掩膜板輔助下，界面組裝技術(shù)通過(guò)構造各種圖案和調控組分，可以實(shí)現更復雜的色彩顯示和信息傳輸。

　　傳統電致變色器件大多基于氧化銦錫導電玻璃制備，需要借助外置電源系統驅動(dòng)才能工作，這樣就影響了器件的柔性、獨立性和便攜性。為了解決這一問(wèn)題，該團隊特任副研究員王金龍等受原電池概念的啟發(fā)，將原電池系統集成到基于高度穩定性和柔性的銀納米線(xiàn)透明導電電極和氧化鎢納米線(xiàn)電致變色薄膜中，成功研制出一種自供電、低成本的柔性電致變色器件。與外置電源相比，這種自供電的電致變色器避免了內阻，平均著(zhù)色效率提高了約20%；450個(gè)電致變色循環(huán)周期后，每平方厘米器件僅消耗約6.8毫克鋁片。

　　作為智能窗口，該器件還表現出良好的太陽(yáng)光輻射調控性能，相比于褪色狀態(tài)，窗口著(zhù)色時(shí)可以將模擬太陽(yáng)光照射物體的平均溫度從33攝氏度降到25.6攝氏度。


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