随着电致变色器件(ECD)领域的进步，每个人都可以期待看到生动的显示、丰富的色彩变化和增强的稳定性

电致变色器件(ECD)可用于控制反射和吸收等光学特性，尤其适用于智能车窗、后视镜和自适应伪装。不幸的是，广泛使用的电致变色材料显示效果平淡，颜色变化最小，循环稳定性差，通常只能在透明和单色之间转换，且切换速度缓慢。

这项研究证明了使用高度多孔氧化锡(SnO2)纳米片支架形式的更相容的组件，与现有技术相比，它可以提供更好的循环、更多的颜色变化和无缝性能。

研究人员在《纳米研究》上发表了他们的研究成果。

“我们已经展示了通过在活性电致变色材料和导电基底之间引入纳米结构的SnO2纳米片支架来提高典型电致变色材料(例如，PANI、V2O5、WO3)的循环稳定性和光学调制的总体策略，”该研究的研究员兼作者蔡国发说。

现在使用的典型电致变色材料是聚丙氨酸(PANI)和五氧化二钒(V2O5)，但这些材料并不理想，因为它们对安装的基材的附着力差，以及导致循环稳定性差和有限的其他问题。颜色范围。

构成ECD的五个功能层的“三明治”式组合物中的不相容层是创造更好产品的起点，该产品更能够在显示器中呈现鲜艳的色彩，并在着色或漂白之间循环时保持持久的稳定性。

“多孔SnO2支架扩大了电化学活性面积并促进离子扩散，从而增强了复合薄膜的电致变色性能，”蔡说。

通过在基底层和活性电致变色元件之间引入纳米结构支架，可以获得更好的异质结构。这要归功于SnO2纳米片支架的孔隙率增加，从而可以更好地在层之间传输离子，并提高粘附能力。当比较具有和不具有SnO2纳米片支架的相同电致变色材料时，这些变化看似很小，但对ECD的整体性能有相当大的影响。

SnO2支架将复合电极V2O5的颜色变化和WO3(三氧化钨)的光学调制改善了16%。此外，光学循环稳定性也显示出改善：WO3和V2O5与SnO2一起持续超过2000次循环，而没有分别仅持续约300次和1300次循环。

这是一个显着的差异，特别是对于每天甚至每小时可能多次从颜色和不透明度循环的技术(例如窗户或电子显示器)而言。

使用典型的金属氧化物或导电聚合物作为活性电致变色材料，以及氧化锡纳米片支架，可以实现本研究之前从未见过的如此丰富的颜色变化。展望未来，ECD可能会出现更多令人兴奋且多样化的颜色。

这可以改善电子纸、智能窗和电子显示器等新兴电致变色设备的外观和性能，并且当使用更多“传统”成分的ECD无法适当循环并必须更换时，可能会减少以后的浪费。

使用SnO2作为支架的电致变色器件的未来是光明的，并且该研究发现了很少的问题(如果有的话)。研究人员注意到的一件事是着色过程中的切换时间比预期的要长。这可以在该过程的后续迭代中缩短，但这不是主要问题，特别是考虑到该研究相对于当前可用技术的成功时。

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