蓋世汽車訊 據(jù)外媒報道，慕尼黑大學(xué)（LMU）的化學(xué)家開發(fā)了一種新材料，使智能電致變色玻璃的變色速度達到創(chuàng)紀(jì)錄水平。

（圖片來源：慕尼黑大學(xué)）

想象一下，你在夜晚的高速公路上，天下著雨，后面那輛車閃亮的大前燈晃得你眼花。在這種情況下，如果有一個自動調(diào)光后視鏡，該多么方便。該后視鏡由感光器控制，可以濾掉強烈刺眼的光線。從技術(shù)上講，這一附加器件基于電致變色材料，在施加電壓時，其光吸收和顏色會發(fā)生變化。

專家最近發(fā)現(xiàn)，除了現(xiàn)有無機電致變色材料外，新一代高度有序的晶格結(jié)構(gòu)也具有這種能力。這種共價有機骨架（簡稱COF）由人工合成的有機構(gòu)建塊組成，而這些構(gòu)建塊經(jīng)過適當(dāng)?shù)慕M合，會形成晶體和納米孔網(wǎng)絡(luò)。通過施加外部電壓，使材料發(fā)生氧化或還原，從而控制顏色變化。

該團隊現(xiàn)已開發(fā)出COF結(jié)構(gòu)，無論從轉(zhuǎn)換速度還是著色效率看，都比無機化合物高很多倍。通過改變分子構(gòu)建塊，可以對COF的材料性質(zhì)進行大幅度調(diào)節(jié)。慕尼黑大學(xué)和劍橋大學(xué)的科學(xué)家們正是利用這一點，設(shè)計出了理想的COF。主要研究人員Derya Bessinger表示：“我們利用COF的模塊化結(jié)構(gòu)原理，使用特定的噻吩異靛藍（ thienoisoindigo）分子設(shè)計出了理想的構(gòu)建塊。將這種新組件集成至COF中，可以看出其改善COF性能的強勁能力。例如，有了這種新材料，不僅能吸收波長較短的紫外光或一小部分可見光，而且可以在近紅外光譜區(qū)域內(nèi)獲得很好的光活性?！?/p>

與此同時，新型COF結(jié)構(gòu)對電化學(xué)氧化更為敏感，即使對其施加較低的電壓，也足以引起顏色變化，而且完全可逆。此外，這一過程發(fā)生的速度非?？欤ㄟ^氧化來實現(xiàn)完全而明顯的顏色變化的響應(yīng)時間大約是0.38秒，而還原至初始狀態(tài)大約只需0.2秒。這是世界上速度最快、效率最高的電致變色有機骨架之一。這種高速度要歸功于該材料的兩種特性：（Ⅰ）COF的導(dǎo)電骨架結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)晶格中的快速電子傳輸；（Ⅱ）得益于優(yōu)化孔徑，周圍的電解質(zhì)溶液可以迅速到達每個角落。這具有重要意義，因為在氧化COF結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的正電荷必須迅速被負(fù)電解質(zhì)離子補償。另外，長期測試表明，這種材料的穩(wěn)定性非常高，即使經(jīng)過200次氧化還原循環(huán)，仍能保持性能。

這些發(fā)現(xiàn)將推動新一類高性能電致變色涂層的開發(fā)。從目前的應(yīng)用來看，比如整個建筑外立面的可切換防曬窗和隱私防護窗，這類“智能玻璃”具有廣泛的發(fā)展前景。

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