余桂华，最新AM！基于超分子相互作用，设计双稳态电致变色离子凝胶，用于节能显示！

第一作者：Yuyang Wang

通讯作者：余桂华

通讯单位：德克萨斯大学奥斯汀分校

论文速览

本研究提出了一种利用超分子相互作用设计双稳态电致变色（EC）材料的新策略。这些相互作用促进了可逆的颜色转换，稳定了有色结构，并实现了空间限制以抑制扩散，从而实现了双稳态电致变色。

通过详细的表征，证实了这些非传统电致变色系统背后的机制和材料。该策略使得低成本、可持续的透明电致变色显示器的制备成为可能，并且显示信息在不消耗能量的情况下能清晰可见超过2小时。

涉及生物质材料和可移除的设备结构也增强了EC技术应用和开发的可持续性及可扩展性。研究结果展示了超分子化学在开发尖端材料方面的关键作用，这些材料适用于节能智能窗户等应用。

图文导读

图1：双稳态电致变色系统设计

双稳态电致变色系统的设计原理，包括电致变色离子水凝胶的构建和其三维网络结构。阐释了淀粉与碘化物离子之间的超分子相互作用，以及通过电场刺激实现颜色可逆变化的机制。

图2：双稳态电致变色系统的可行性

展示了双稳态电致变色系统的实验验证，包括淀粉和碘化物离子在不同电压刺激下的吸收光谱，以及离子凝胶与电致变色活性组分之间的相互作用，证明了系统的双稳态特性和颜色稳定性。

图3：电致变色特性

详细展示了电致变色设备的关键性能参数，如不同凝胶基质对离子传输和颜色稳定性的影响，以及淀粉与碘化物离子比例对系统性能的作用。这些数据对于优化电致变色材料的性能至关重要。

图4：凝胶态设备的电致变色性能和应用

展示了凝胶态电致变色设备的性能测试结果，包括设备的开启电压、光谱响应、双稳态性能，以及柔性显示技术的演示。图中还对比了所开发技术的能耗与现有技术的能耗，突出了其在节能和成本效益方面的优势。

总结展望

本研究的亮点在于开发了一种基于超分子相互作用的新型双稳态电致变色材料，该材料利用生物质基构件、可重复使用的ITO电极和离子凝胶功能层，实现了灵活、节能、低成本和可持续的EC显示器，具有出色的双稳态特性。

该EC设备展示了优异的双稳态性能（>2小时），低开启电压（0.9V）和高透射率变化（82%）。此外，还展示了一个柔性双稳态透明电致变色显示器的原型。

这种策略简化了生物质聚合物与设备的集成，这些设备易于移除和准备，增强了节能双稳态显示器的设计，并为大规模实际应用中创新的超分子材料和设备的开发扩展了可能性。

文献信息

标题：Bistable electrochromic ionogels via supramolecular interactions for energy-efficient displays

期刊：Advanced Materials

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