蓋世汽車(chē)訊 據(jù)外媒報(bào)道，慕尼黑大學(xué)（LMU）的化學(xué)家開(kāi)發(fā)了一種新材料，使智能電致變色玻璃的變色速度達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄水平。

（圖片來(lái)源：慕尼黑大學(xué)）

想象一下，你在夜晚的高速公路上，天下著雨，后面那輛車(chē)閃亮的大前燈晃得你眼花。在這種情況下，如果有一個(gè)自動(dòng)調(diào)光后視鏡，該多么方便。該后視鏡由感光器控制，可以濾掉強(qiáng)烈刺眼的光線(xiàn)。從技術(shù)上講，這一附加器件基于電致變色材料，在施加電壓時(shí)，其光吸收和顏色會(huì)發(fā)生變化。

專(zhuān)家最近發(fā)現(xiàn)，除了現(xiàn)有無(wú)機(jī)電致變色材料外，新一代高度有序的晶格結(jié)構(gòu)也具有這種能力。這種共價(jià)有機(jī)骨架（簡(jiǎn)稱(chēng)COF）由人工合成的有機(jī)構(gòu)建塊組成，而這些構(gòu)建塊經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)慕M合，會(huì)形成晶體和納米孔網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)施加外部電壓，使材料發(fā)生氧化或還原，從而控制顏色變化。

該團(tuán)隊(duì)現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出COF結(jié)構(gòu)，無(wú)論從轉(zhuǎn)換速度還是著色效率看，都比無(wú)機(jī)化合物高很多倍。通過(guò)改變分子構(gòu)建塊，可以對(duì)COF的材料性質(zhì)進(jìn)行大幅度調(diào)節(jié)。慕尼黑大學(xué)和劍橋大學(xué)的科學(xué)家們正是利用這一點(diǎn)，設(shè)計(jì)出了理想的COF。主要研究人員Derya Bessinger表示：“我們利用COF的模塊化結(jié)構(gòu)原理，使用特定的噻吩異靛藍(lán)（ thienoisoindigo）分子設(shè)計(jì)出了理想的構(gòu)建塊。將這種新組件集成至COF中，可以看出其改善COF性能的強(qiáng)勁能力。例如，有了這種新材料，不僅能吸收波長(zhǎng)較短的紫外光或一小部分可見(jiàn)光，而且可以在近紅外光譜區(qū)域內(nèi)獲得很好的光活性。”

與此同時(shí)，新型COF結(jié)構(gòu)對(duì)電化學(xué)氧化更為敏感，即使對(duì)其施加較低的電壓，也足以引起顏色變化，而且完全可逆。此外，這一過(guò)程發(fā)生的速度非常快，通過(guò)氧化來(lái)實(shí)現(xiàn)完全而明顯的顏色變化的響應(yīng)時(shí)間大約是0.38秒，而還原至初始狀態(tài)大約只需0.2秒。這是世界上速度最快、效率最高的電致變色有機(jī)骨架之一。這種高速度要?dú)w功于該材料的兩種特性：（Ⅰ）COF的導(dǎo)電骨架結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)晶格中的快速電子傳輸；（Ⅱ）得益于優(yōu)化孔徑，周?chē)碾娊赓|(zhì)溶液可以迅速到達(dá)每個(gè)角落。這具有重要意義，因?yàn)樵谘趸疌OF結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的正電荷必須迅速被負(fù)電解質(zhì)離子補(bǔ)償。另外，長(zhǎng)期測(cè)試表明，這種材料的穩(wěn)定性非常高，即使經(jīng)過(guò)200次氧化還原循環(huán)，仍能保持性能。

這些發(fā)現(xiàn)將推動(dòng)新一類(lèi)高性能電致變色涂層的開(kāi)發(fā)。從目前的應(yīng)用來(lái)看，比如整個(gè)建筑外立面的可切換防曬窗和隱私防護(hù)窗，這類(lèi)“智能玻璃”具有廣泛的發(fā)展前景。

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