智能调光材料是指在受到外部条件(电、光、热等)刺激下,可实现自主获取、识别和执行功能的材料,一般表现为光学性质(颜色、透光率、反射率等)的可逆变化。其中,电致变色作为一类重要的主动式智能调光技术,具有成本低廉、制备简易、易于集成、柔性等优势,在建筑智能调光玻璃、反射型显示以及室内外装饰等领域展现出重要的应用价值。然而,器件功能单一、调光性能不佳等技术瓶颈长期制约该领域的进一步发展。针对上述关键问题,通过材料开发与器件设计两方面开展研究工作:
(1)开发新型多功能材料拓展器件应用场景:
基于材料结构设计与配方优化,开发出一系列新型的光学性质(颜色、透光率、反射率、圆二色吸收、圆偏振发光等)可调的智能材料与器件,例如柔性可拉伸的反射型电致变色器件、双稳态电致变色器件以及圆二色吸收/圆偏振发光可调控的手性电致变色器件等,这些新型器件突破了现有电致变色材料功能单一、稳定性不佳以及能耗高等应用瓶颈,极大拓展了电致变色技术的应用领域。
Angew. Chem. Int. Ed., 2024, e202409782; Adv. Funct. Mater., 2024, 34, 2314983; Adv. Sci., 2022, 9, 2202236; Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 2018-2023。
(2)提出新策略高效提升器件光学调控性能:
针对电致变色器件光学切换性能不佳的领域瓶颈,开发新型的纳米结构电极(同时平衡导电性、透明性以及稳定性),优化器件界面电子转移效率,克服了传统二维平面电极比表面积小、导电性不佳的问题,实现了电致变色器件光学切换性能的明显提升。
ACS Appl. Mater. Interfaces, 2020, 12, 27453-27460; J. Mater. Chem. C, 2017, 5, 11059-11066。