综述：智能电致变色可穿戴设备

这篇综述系统总结了智能电致变色器件（ECD）在可穿戴领域的应用进展，重点探讨了其在智能眼镜、纺织品、手表/腕带和传感器中的集成策略与功能（如动态调光、热管理、可视化监测），并展望了下一代多功能EC技术的发展方向。文章强调ECD的低能耗、柔性化和多色调控优势，为可穿戴电子设备的实用化提供了创新思路。

　　

智能电致变色技术简介

电致变色（EC）指材料在电场作用下发生可逆光学性质（透射率、吸收率、反射率）变化的现象，其核心是电致变色材料（ECM）的氧化还原反应。ECM分为无机（如WO₃、V₂O₅）、有机（如紫精、导电聚合物）和复合型三类。典型ECD由透明导电电极（TCE）、电致变色层（ECL）、电解质和离子存储层（ISL）组成，兼具光学调制和能量存储功能。性能指标包括光学对比度（ΔT）、响应时间（t_c/t_b）、着色效率（CE）和循环稳定性。

智能EC可穿戴设备应用

智能EC眼镜

EC技术通过调节镜片透光率增强AR/VR显示效果。例如：

• 导航功能：基于普鲁士蓝的EC隐形眼镜可通过电压控制显示方向箭头，响应时间<1秒，循环稳定性达200次。

• 动态调光：Zn-WO₃调光镜片在-40°C仍保持0.42 S m^-1离子电导率，实现四档透光率调节（ΔT=83.1%）。

智能EC纺织品

• 军事伪装：聚苯胺基EC织物通过双极性侧链设计，反射对比度达21.3%，可弯曲1500次，适应沙漠/丛林环境。

• 热管理：碳纳米管（CNT）织物通过调控中红外发射率（ε），在3.5V电压下实现11.2°C环境温差缓冲，穿戴5000次性能无损。

智能手表/腕带

• 能量可视化：钠钒酸盐锌离子电池腕带通过橙-棕-绿多色转变（容量302.4 mAh g^-1）直观显示剩余电量。

• 热调控：W₁₇O₄₇@PEDOT:PSS腕带在着色态吸收太阳能，产生27.6°C温差。

智能EC传感器

• 健康监测：葡萄糖传感贴片用EC像素点显示0-0.5 mM汗液葡萄糖浓度，误差<3.83%，可拉伸1500次。

• 温度可视化：WO₃/聚苯胺传感器通过黄-蓝变色（ΔT=62.7%）实时反馈-20~100°C温度，响应时间1.7秒。

挑战与展望

当前瓶颈包括材料稳定性（如Zn阳极枝晶问题）、能耗优化（开发双稳态电解质）、多功能集成（传感-显示一体化）和规模化生产（溶液涂布技术）。未来，随着柔性电子与生物传感技术的融合，EC可穿戴设备将在医疗监测、自适应伪装等领域展现更大潜力。