電致變色器件具有可控的顏色變化、成本低和低能耗等優(yōu)勢,在智能窗、防炫目后視鏡、顯示器等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的柔性電致變色器件主要基于柔性的ITO-PET電極,而由于ITO本身的脆性,該電極在彎曲過程中很容易受到損壞,在實(shí)際應(yīng)用中遠(yuǎn)未達(dá)到器件對柔性的要求。
近日,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的俞書宏團(tuán)隊(duì)利用LB(朗格繆爾-布吉特)共組裝技術(shù),制備了一種基于Ag 和W18O49納米線組裝體的高性能柔性透明電致變色器件。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書宏教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)的基于納米線共組裝體的柔性電致變色器件克服了上述缺點(diǎn)。在制備柔性電致變色器件時(shí),他們首先通過LB技術(shù)將兩種按照一定的比例混合的Ag和W18O49 納米線進(jìn)行組裝,并轉(zhuǎn)移的柔性基底PET上,得到具有交叉網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的Ag/W18O49 納米線共組裝電致變色薄膜,通過調(diào)控兩種納米線的配比可以實(shí)現(xiàn)對器件的透明度(58~86%)和導(dǎo)電性(7~40Ω/sq)的調(diào)控。在該組裝結(jié)構(gòu)中,Ag納米線起到導(dǎo)電作用,而W18O49納米線則起到調(diào)控Ag 納米線組裝結(jié)構(gòu)和電致變色性能的作用。進(jìn)一步,通過LB技術(shù)在Ag/W18O49 納米線網(wǎng)格結(jié)構(gòu)上可以轉(zhuǎn)移更多層數(shù)的W18O49 納米線薄膜,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電致變色性能的調(diào)控。此外,在納米線組裝過程中,通過掩膜版的輔助作用可以實(shí)制備不同的變色窗口,例如均勻的“像素點(diǎn)”以及“NANOWIRE”字樣。該電致變色膜具有非常優(yōu)異的機(jī)械穩(wěn)定性,即使經(jīng)過1000次以上彎曲疲勞測試(r=1.2 cm)仍保持很高的導(dǎo)電率(ΔR/R≈8.3%)和電致變色性能(90%的保持率)。
鑒于其優(yōu)異的電致變色性能和機(jī)械穩(wěn)定性,該電致變色器件在智能窗戶、太陽能電池、顯示器件和其他的下一代柔性器件領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用潛力。同時(shí)該研究提出的大面積共組裝納米線的方法也為其他基于納米線的柔性器件的設(shè)計(jì)和制備提供了全新的思路。
這一成果近期發(fā)表在Journal of the American Chemical Society 上。
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