化学家开发出新材料可帮助智能玻璃在创纪录的时间内改变其颜色

智能玻璃可以通过电快速改变其颜色。Ludwig-Maximilians-Universität(LMU)的化学家在慕尼黑开发的一种新材料现已为这种变化创造了速度记录。想象您晚上在高速公路上。下雨了，你身后的汽车明亮的大灯使人眼花blind乱。在这种情况下使用自动变暗的后视镜有多方便。从技术上讲，这种有用的附加材料是基于电致变色材料的。当施加电压时，它们的光吸收和颜色改变。后视镜由光传感器控制，因此可以滤除强烈刺眼的光线。

最近，专家发现，除了已建立的无机电致变色材料之外，新一代的高度有序的晶格结构也可以配备这种功能：所谓的共价有机骨架，简称COF。它们由合成生产的有机结构单元组成，这些单元以适当的组合形成晶体和纳米孔网络。在此，颜色变化可以通过施加的电压触发，该电压引起材料的氧化或还原。

由Thomas Bein(物理化学，慕尼黑LMU)领导的LMU团队现已开发出COF结构，其开关速度和着色效率比无机化合物高出许多倍。COF具有吸引力，因为可以通过修改其分子构件在广泛的范围内调节其材料性能。慕尼黑LMU和剑桥大学的科学家利用这些优势设计了理想的COF。

第一作者兼博士Derya Bessinger说：“我们利用了COF的模块化构造原理，并为我们的目的设计了特定的硫代异靛蓝分子。” 托马斯·贝恩(Thomas Bein)小组的学生。结合到COF中，新组件展示了它可以多么强大地改善COF的性能。贝辛格说：“例如，使用这种新材料，我们不仅可以吸收较短波长的紫外光或可见光谱的一小部分，而且还可以在近红外光谱范围内获得很好的光活性。”

同时，新的COF结构对电化学氧化更为敏感。这意味着即使施加很低的电压也足以触发COF的颜色变化，这也是完全可逆的。此外，这种情况的发生速度非常快：通过氧化完成完全独特的颜色变化的响应时间约为0.38秒，而还原到初始状态仅需约0.2秒。这使电子转换团队的电致变色有机框架跻身世界上最快，最高效的行列。

造成高速的原因尤其有两点：COF的导电框架结构可实现晶格中的快速电子传输。并且由于优化的孔径，周围的电解质溶液可以迅速到达每个角落。这是必不可少的，因为在氧化的COF结构中生成的正电荷必须迅速由负电解质离子进行电荷补偿。最后但并非最不重要的是，慕尼黑科学家的产品具有很高的稳定性。长期测试表明，即使经过200次氧化还原循环，该材料仍能够保持其性能。

基于这些基本发现，该出版物推动了新型高性能电致变色涂料的开发。当前对于这种“智能玻璃”的应用显示出明显的需求，例如可用于整个建筑立面的可切换的太阳能保护和隐私保护窗。

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！