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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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