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
电致变色装置(ECDs)在控制反射和吸收等光学特性方面非常有用，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出暗淡的显示，颜色变化很小，循环稳定性差，通常只能在透明和单一颜色之间转换，切换速度缓慢。
这项研究展示了使用一种更兼容的组件，即高多孔氧化锡(SnO2)纳米片支架，与目前的技术相比，它提供了更好的循环、更多的颜色变化和无缝性能。
研究人员在《纳米研究》杂志上发表了他们的研究成果。
“我们已经展示了一种总体策略，通过在活性电致变色材料和导电衬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(如PANI, V2O5, WO3)的循环稳定性和光学调制，”该研究的研究员和作者蔡国发说。
目前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，因为它们与所安装的基板的附着力差，以及其他导致循环稳定性差和颜色范围有限的问题。
组成ECD的五个功能层的“三明治”式组合中的不相容层是创建更好的产品的起点，这些产品在显示中具有更鲜艳的色彩，并且在着色或漂白之间循环时具有持久的稳定性。
蔡教授说:“多孔的SnO2支架扩大了电化学活性区域，促进了离子的扩散，从而增强了复合薄膜的电致变色性能。”
通过在衬底层和有源电致变色元件之间引入纳米结构支架，获得了更好的异质结构。这是由于SnO2纳米片支架的孔隙率增加，允许离子在层之间更好地运输，以及附着力的提高。这些变化，虽然看起来很小，但当比较相同的电致变色材料时，有或没有SnO2纳米片支架，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)的光学调制提高了16%。此外，WO3和V2O5的光循环稳定性也得到了改善:WO3和V2O5在SnO2的作用下都能持续2000次以上的循环，而在没有SnO2的情况下分别只能持续300和1300次左右的循环。
这是一个显著的区别，特别是对于那些可能在一天甚至每小时内从颜色和不透明度循环多次的技术，比如在窗户或电子显示器中。
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，可以实现在本研究之前从未见过的如此丰富的颜色变化。展望未来，ECDs可能会有更广泛的令人兴奋和不同的颜色。
这可以改善新兴电致变色设备(如电子纸、智能窗户和电子显示器)的外观和性能，并可能在使用更“传统”成分的ecd不能适当循环而不得不更换时减少浪费。
使用SnO2作为支架的电致变色器件的未来是光明的，这项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，在着色过程中，切换时间比预期的要长。这可以在以后的过程迭代中缩短，但这不是一个主要问题，特别是考虑到研究的成功，而不是目前可用的技术。
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