搜索:  
浙江工业大学张诚教授团队 Small:高稳定性电致变色器件
2023-07-12  来源:高分子科技

  共轭聚合物作为新一代电致变色材料,因其开关时间快、对比度和显色效率高、结构易修饰等特点而得到了广泛应用。可溶液加工型共轭聚合物电致变色材料因具有低成本、可规模化生产等优势,具有重要的应用价值。通常,在主链引入增溶基团(如长烷基链或烷氧基链)是获得可溶液加工型聚合物电致变色材料的必要和常用方法。然而,增溶基团的引入会使聚合物薄膜具有良好的溶解性和较差的电极粘附力,从而影响其电致变色稳定性。因此,获得可溶液加工型聚合物和相应耐溶剂性薄膜对于制造高性能电致变色器件是至关重要的。



  基于以上问题,浙江工业大学化学工程学院张诚教授团队提出“通过热裂解——氢键相互作用构建交联聚合物网络”的策略。将可溶液加工型聚合物加工成膜后,在薄膜内部构建氢键交联网络,从而使薄膜具备抗溶剂特性,并将其应用于高性能电致变色器件。在获得高稳定性电致变色器件的同时,并以此为底层薄膜,开发了一种黑色——透明的双层电致变色薄膜,成功了避免了可溶液加工型聚合物在叠层复合时的界面侵蚀问题。


  具体地,设计了一种以染料喹吖啶酮为共轭主链,t-BocN位取代的非共轭增溶基团的新型可溶液加工型电致变色聚合物P1-Boc。采用热退火使t-Boc基团裂解,并进一步形成和N-H?O=C氢键交联网络,从而改变P1-Boc高溶解性,使其成为耐溶剂的P1薄膜。 


抗溶剂性P1薄膜的制备


  基于P1薄膜的电致变色器件具有亚秒级响应(0.56/0.80 s,在经历了10万次循环后仍保持初始光学对比度的88.4%,是目前报道的稳定性最高的有机电致变色器件之一。此外,利用紫外吸收峰叠加,开发了一种黑色-透明的双层电致变色薄膜P1/P2,由于P1薄膜的抗溶剂特性,该双层薄膜成功避免了可溶液加工型电致变色聚合物在叠层复合时的界面侵蚀问题。 


采用热裂解-氢键交联的方法制备了高稳定、快响应的电致变色器件(上),提出了抗界面侵蚀的双层电致变色薄膜制备的新策略(下)


  该成果以“Hydrogen-Bonding Induced Crosslinked Polymer Network for Highly Stable Electrochromic Device and a Construction Strategy for Black-Bilayer Electrochromic Film”为题发表于《Small》,论文第一作者为浙江工业大学化工学院2022级博士研究生李锦,通讯作者为浙江工业大学化工学院的吕晓静副教授、张诚教授和剑桥大学的Dominic S. Wright教授。该工作得到了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金等项目的资助。 该工作是团队近期关于聚合物电致变色材料相关研究的最新进展之一,在过去的几年中,团队围绕聚合物电致变色材料做了大量的研究,并发表了六十余篇SCI文章。


  原文链接:https://doi.org/10.1002/smll.202303359

版权与免责声明:中国聚合物网原创文章。刊物或媒体如需转载,请联系邮箱:info@polymer.cn,并请注明出处。
(责任编辑:xu)
】【打印】【关闭

诚邀关注高分子科技

更多>>最新资讯
更多>>科教新闻