慕尼黑路德维希·马西米兰大学 电致变色材料的颜色变化
信用:薇拉·汉德，电子转换/ LMU 智能玻璃可以通过电快速改变颜色
德国LMU大学的化学家开发出一种新材料，现在已经创下了这种变化的速度纪录
想象你晚上在高速公路上
下雨了，你身后汽车明亮的前灯刺眼
在这种情况下，自动调光后视镜有多方便
从技术上来说，这种额外的帮助是基于电致变色材料
当施加电压时，它们的光吸收和颜色发生变化
通过光传感器的控制，后视镜可以过滤掉强烈刺眼的光线
最近，专家发现，除了现有的无机电致变色材料，新一代高度有序的晶格结构也可以具备这种能力:所谓的共价有机框架，简称COFs
它们由人工合成的有机建筑材料组成，通过适当的组合，形成晶体和纳米多孔网络
这里，颜色的变化可以由施加的电压触发，该电压导致材料的氧化或还原
由托马斯·拜因(LMU物理化学)领导的LMU团队现已开发出COF结构，其转换速度和显色效率比无机化合物高许多倍
COFs之所以有吸引力，是因为它们的材料性质可以通过改变分子结构在很大范围内进行调整
LMU慕尼黑大学和剑桥大学的科学家们利用这一点设计出了符合他们目的的理想cof
“我们已经利用了COFs的模块化构造原理，并为我们的目的设计了具有特定thienoisoind igo分子的理想构建模块，”第一作者和博士Derya Bessinger说
D
托马斯·拜因小组的学生
融入COF，新的组成部分显示了它可以多么强烈地改善COF的属性
“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一小部分可见光谱，还可以在近红外光谱区实现良好的光活性，”贝辛格说
同时，新的COF结构对电化学氧化更加敏感
这意味着，即使施加的电压很低，也足以引发钴酸盐的颜色变化，这也是完全可逆的
此外，这是以非常高的速度发生的:氧化引起的完全和明显的颜色变化的响应时间约为0
38秒，而还原到初始状态只需要大约0
2秒
这使得电子转换团队的电致变色有机框架成为世界上最快、最高效的框架之一
有两件事是造成高速的特别原因:COFs的导电框架结构使得电子在晶格中快速传输
得益于优化的孔径，周围的电解质溶液可以快速到达每个角落
这是必要的，因为在氧化COF结构中产生的正电荷必须迅速被负电解质离子进行电荷补偿
最后但同样重要的是，慕尼黑科学家的产品具有非常高的稳定性
长期测试表明，该材料即使在200次氧化还原循环后仍能保持其性能
有了这些基本发现，该出版物推动了一种新型高性能电致变色涂层的发展
这种明显的需求表现在当前应用的“智能玻璃”上，如可切换的太阳能保护和整栋建筑立面的隐私保护窗
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