電致變色器件具有可控的顏色變化、成本低和低能耗等優勢,在智能窗、防炫目后視鏡、顯示器等領域具有廣闊的應用前景。傳統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,在實際應用中遠未達到器件對柔性的要求。
近日,中國科學技術大學的俞書宏團隊利用LB(朗格繆爾-布吉特)共組裝技術,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。
中國科學技術大學俞書宏教授團隊開發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。在制備柔性電致變色器件時,他們首先通過LB技術將兩種按照一定的比例混合的Ag和W18O49 納米線進行組裝,并轉移的柔性基底PET上,得到具有交叉網格結構的Ag/W18O49 納米線共組裝電致變色薄膜,通過調控兩種納米線的配比可以實現對器件的透明度(58~86%)和導電性(7~40Ω/sq)的調控。在該組裝結構中,Ag納米線起到導電作用,而W18O49納米線則起到調控Ag 納米線組裝結構和電致變色性能的作用。進一步,通過LB技術在Ag/W18O49 納米線網格結構上可以轉移更多層數的W18O49 納米線薄膜,進而實現電致變色性能的調控。此外,在納米線組裝過程中,通過掩膜版的輔助作用可以實制備不同的變色窗口,例如均勻的“像素點”以及“NANOWIRE”字樣。該電致變色膜具有非常優異的機械穩定性,即使經過1000次以上彎曲疲勞測試(r=1.2 cm)仍保持很高的導電率(ΔR/R≈8.3%)和電致變色性能(90%的保持率)。
鑒于其優異的電致變色性能和機械穩定性,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域具有廣闊的應用潛力。同時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計和制備提供了全新的思路。
這一成果近期發表在Journal of the American Chemical Society 上。
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