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【中玻網(wǎng)】智能玻璃可以通電快速改變其顏色。Ludwig-Maximilians-Universität(LMU)的化學(xué)家在慕尼黑開(kāi)發(fā)的一種新材料現已為這種變化創(chuàng )造了速度記錄。
假設你晚上在高速公路上,突然下雨了,你身后汽車(chē)明亮的大燈使人眼花繚亂,在這種情況下安裝自動(dòng)變暗的后視鏡有多方便。從技術(shù)上講,這種有用的附加材料是基于電致變色材料的。當施加電壓時(shí),它們的光吸收和顏色改變。后視鏡由光傳感器控制,因此可以濾除強烈刺眼的光線(xiàn)。
近期,專(zhuān) 家發(fā)現,除了已建立的無(wú)機電致變色材料之外,新一代的高度有序的晶格結構也可以配備此功能:所謂的共價(jià)有 機骨架,簡(jiǎn)稱(chēng)COF。它們由合成生產(chǎn)的有 機結構單元組成,這些單元以適當的組合形成晶體和納米孔網(wǎng)絡(luò )。在此,顏色變化可以通過(guò)施加的電壓觸發(fā),該電壓引起材料的氧化或還原。
由Thomas Bein(物理化學(xué),慕尼黑LMU)領(lǐng)導的LMU團隊現已開(kāi)發(fā)出COF結構,其開(kāi)關(guān)速度和著(zhù)色效率比無(wú)機化合物高出許多倍。COF具有吸引力,因為可以通過(guò)修改其分子構件來(lái)在廣泛范圍內調節其材料性能。慕尼黑LMU和劍橋大學(xué)的科學(xué)家利用這些優(yōu)勢設計了理想的COF。我們利用了COF的模塊化構造原理,并為特定目的的硫代異靛藍分子設計了理想的構建基塊,Thomas Bein研究小組的第 一作者兼博士生Derya Bessinger說(shuō),結合到COF中,新組件展示了它可以多么強大地改善COF的性能。
同時(shí),新的COF結構對電化學(xué)氧化更為敏感。這意味著(zhù)即使施加很低的電壓也足以觸發(fā)COF的顏色變化,這也是完全可逆的。此外,這種情況的發(fā)生速度非?欤和ㄟ^(guò)氧化完成完全獨特的顏色變化的響應時(shí)間約為0.38秒,而還原到初始狀態(tài)僅需約0.2秒。這使電子轉換團隊的電致變色有 機框架躋身世界上較快,較的行列。
造成高速的原因尤其有兩點(diǎn):COF的導電骨架結構可實(shí)現晶格中的快速電子傳輸。并且由于優(yōu)化的孔徑,周?chē)碾娊赓|(zhì)溶液可以迅速到達每個(gè)角落。這是必不可少的,因為在氧化的COF結構中生成的正電荷必須迅速由負電解質(zhì)離子進(jìn)行電荷補償。但并非不重要的是,慕尼黑科學(xué)家的產(chǎn)品具有很高的穩定性。長(cháng)期測試表明,即使經(jīng)過(guò)200次氧化還原循環(huán),該材料也能夠保持其性能。
基于這些基本發(fā)現,該出版物推動(dòng)了新型高性能電致變色涂料的開(kāi)發(fā)。當前對于這種“智能玻璃”的應用顯示出明顯的需求,例如可用于整個(gè)建筑立面的可切換的太陽(yáng)能保護和隱私保護窗。
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